Эквивалент расхода сетевой воды на вентиляцию

(57)

Уравнения (29) и (30) решаются методом подбора или графически.

Регулирование отпуска тепла на горячее водоснабжение.

В двухтрубных закрытых водяных тепловых сетях с параллельной схемой включения подогревателей горячего водоснабжения тепловой режим последних при произвольной температуре наружного воздуха и постоянном расходе тепла Q_г (расчетном или среднесуточном) определяется уравнением

(58)

где , W_м, ’’’ W_м’’’ - безразмерная удельная производительность подогревателя горячего водоснабжения и меньшее значение теплового эквивалента соответственно при произвольной наружной температуре t_н и t_н’’’.

Для диапазона постоянной температуры воды в подающем трубопроводе (10⁰C > t_в > t_н’’’) температура обратной сетевой воды после подогревателей горячего водоснабжения _г2 = _г2’’’, где _г2’’’ – температура обратной воды при наружной температуре t_н’’’.

Для диапазона переменной температуры воды в подающем трубопроводе (t_н’’’ > t_в > t_н’) величины _г2 и W_г находят методом подбора.

Рисунок 35 - Графики температур и расходов воды на горячее водоснабжение при двухтрубной закрытой системе теплоснабжения и параллельном включении подогревателей горячего водоснабжения

₁’’’ = 70 ⁰С; _г2’’’ = 30 ⁰С; t_x = 5 ⁰С; t_г = 6 ⁰С; х = 2.

При изменении нагрузки горячего водоснабжения при постоянных значениях температур ₁, t_г и t_х температура обратной сетевой воды _г2 также остается постоянной, а расходы сетевой и местной воды изменяются прямо пропорционально тепловой нагрузке:

(59)

Для двухтрубной закрытой тепловой сети с подачей тепла на отопление и горячее водоснабжение на рис.35 приведены графики температур и относительных расходов сетевой воды на горячее водоснабжение при расчетном коэффициенте суточной неравномерности х_р = 2.

Относительные расходы сетевой воды G_г/G_г’’’ приведены для расчетного Q_г^р. и среднесуточного Q_г^ср расходов тепла на горячее водоснабжение.

Рисунок 36 - Графики температур и расходов воды на горячее водоснабжение при двухтрубной открытой системе теплоснабжения.

Для двухтрубных открытых тепловых сетей долю расхода воды на горячее водоснабжение из подающего и обратного трубопроводов при произвольном расходе тепла (максимальном часовом и среднечасовом) определяют соответственно по формулам:

(60)

(61)

где G_гв1, G_гв2 - расходы воды на горячее водоснабжение из выдающей и обратной линий тепловой сети; G_гв = G_гв1 + G_гв2 - суммарный расход поды на горячее водоснабжение.

На рис.36 приведены графики относительных расходов воды на горячее водоснабжение ₁ и ₂ для двухтрубной открытой тепловой сети, работающей при низких (t_н < t_н’’’) температурах наружного воздуха по отопительному графику с качественным регулированием (₁ = 150 °С), а при высоких (t_н > t_н’’’) температурах наружного воздуха - температурой воды ₁ = ₂ = 60 ⁰C.

11.3 Регулирование отпуска тепла при двухступенчатых схемах включения подогревателей горячего водоснабжения.

Рисунок 37 - Двухступенчатые схемы включения подогревателей горячего водоснабжения.

а - смешанная; б - последовательная, I - нижняя ступень подогревателя; II - верхняя ступень подогревателя; РР - регулятор расхода; РТ - регулятор температуры горячего водоснабжения.

При двухступенчатой смешанной схеме включения подогревателя горячего водоснабжения (рис.37а) тепловой режим работы системы отопления не зависит от режима работы горячего водоснабжения, а при последовательной схеме (рис.37б) тепловые режимы работы системы отопления и подогревателя тесно связаны между собой.

12 РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРИ СМЕШАННОЙ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ СХЕМЕ.

Смешанная схема включения подогревателей горячего водоснабжения применяется в двухтрубных закрытых тепловых сетях населенных мест. В этих сетях температура воды в подающем трубопроводе ₁ = ₀₁ при t_н < t_н’’’ изменяется по отопительному графику, а при t_н > t_н’’’ поддерживается постоянной

Расход воды на отопление G₀ и температура воды после систем отопления ₀₂ определяются обычными методами для условий чисто отопительной нагрузки.

Расчетный расход сетевой воды на абонентский ввод и параметры подогревателей определяются при температурах воды на входе и выходе из отопительной системы ₁’’’ и ₀₂’’’, соответствующих наружной температуре t_н’’’ и расчетной нагрузке горячего водоснабжения (рис.38).

Рисунок 38 - Графики температур, относительного расхода воды и относительной тепловой нагрузки подогревателей при двухступенчатой смешанной схеме включения.

₁’’’ = 70⁰C; t_x = 5⁰C; t_г = 60⁰C; _м = 1,5; _ср = 0,7; а – температура воды; б – тепловая нагрузка подогревателей и расход воды; 1 - ₁; 2 - ₀₂; 3 - _г2^ср; 4 - _г2^м; 5 - _с2^ср; 6 - _с2^м; 7 - ₂^ср; 8 - ₂^м; 9 – (Q_в/Q_г)^ср; 10 – (Q_в/Q_г)^м; 11 – (W_г/W_о)^ср; 12 – (W_г/W_о)^м.

Расчетный эквивалент расхода сетевой воды на ввод

W^р = W_о + W_г^р (62)

Расчетный эквивалент расхода сетевой воды на горячее водоснабжение

(63)

где t_п’’’ - температура водопроводной воды после нижней ступени подогревателя при максимальной нагрузке горячего водоснабжения:

t_П’’’ = ₀₂’’’ - t_н (64)

Обычно принимают t_н = 510°С.

Расчетная тепловая нагрузка подогревателя нижней ступени

(65)

Расчетная тепловая нагрузка подогревателя верхней ступени

(66)

При расчетном режиме температуры сетевой воды в отдельных точках схемы равны:

на входе в подогреватель верхней ступени ₁^’’’;

на выходе из подогревателя верхней ступени _г2’’’ = ₀₂’’’;

на входе в подогреватель нижней ступени ₀₂’’’;

на выходе из подогревателя нижней ступени

(67)

Эквивалент расхода сетевой воды на ввод W при произвольной наружной температуре t_н и любой нагрузке горячего водоснабжения Q_г определяется методом постепенного приближения в следующей последовательности.

Принимают предварительно температуру сетевой воды после верхнего подогревателя горячего водоснабжения

_г2 = ₀₂

t_п = ₀₂ - t

Величиной t задаются в пределах 2 – 10⁰С. Находят:

Определяют:

Находят Q_н по уравнениям характеристики подогревателя . Находят t_п = t_x + (Q_н/W_гв). Вновь находят Q_в = Q_г - Q_н. Определяют W_г.

Находят:

Вновь проверяют Q_н по уравнению характеристики и т. д.

Расчет заканчивается при совпадении результатов проверки с предварительно принятыми величинами с допуском 2 - 3%.

13 РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ СХЕМЕ ВКЛЮЧЕНИЯ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ОТОПИТЕЛЬНОМ ГРАФИКЕ ТЕМПЕРАТУР

Последовательная схема включения подогревателей горячего водоснабжения (рис.39) применяется в двухтрубных закрытых тепловых сетях населенных мест для зданий с отношением расчетных расходов тепла па горячее водоснабжение и отопление (Q_г^р/Q₀’) <: 0,8.

Рисунок 39 - Графики температур и расхода сетевой воды при двухступенчатой последовательной схеме включения подогревателей горячего водоснабжения и отопительном графике температур.

₁’’’ = 70⁰C; t_x = 5⁰C; t_г = 60⁰C; _ср’ = 0,3; _б = 0,36; _м = 0,66; t_н = 5⁰С.

В данном случае температура воды в подающем трубопроводе при t_н<t_н’’’ изменяется по отопительному графику, а при t_н>t_н’’’ поддерживается постоянной.

Исходными данными для расчета графиков регулирования являются температура воды в подающем трубопроводе ₁ = ₀₁, которая задана отопительным графиком, а также отношение расходов тепла на горячее водоснабжение и отопление:

Величина „балансового" коэффициента нагрузки в случае равномерной нагрузки подогревателя горячего водоснабжения в течение суток (например, при установке аккумуляторов) х_б = 1, а для обычного графика суточной нагрузки жилых домов ч_б = 1,2.

Расчетный расход сетевой воды на ввод и поверхность нагрева подогревателя нижней ступени определяются для температуры наружного воздуха t_н’’’ и балансовой нагрузки горячего водоснабжения Q_г^б. Поверхность нагрева верхней ступени определяется для той же температуры наружного воздуха при расчетной нагрузке горячего водоснабжения Q_г^р.

Тепловая нагрузки отдельных элементов установки при произвольной температуре наружного воздуха и любой нагрузке горячего водоснабжения Q.. определяется следующими уравнениями:

расход тепла на отопление

(68)

тепловая нагрузка подогревателя нижней ступени

(69)

где W - эквивалент расхода сетевой поды на ввод: W_м - меньшее значение эквивалентов расхода в нижней ступени подогревателя; ₀, _н - безразмерные удельные производительности отопительной системы и нижней ступени подогревателя, определяемые по уравнениям (8) и (13);

тепловая нагрузка подогревателя верхней ступени

Q_в = Q_г – Q_н (70)

Температуры сетевой и водопроводной воды в характерных точках схемы при любом режиме определяются по следующим формулам:

(71)

(72)

(73)

(74)

Расчетный эквивалент расхода сетевой воды при t_н’’’ и Q_г^б

(75)

где Q₀’’’ - расчетная нагрузка отопительной установки при t_н’’’; ₁’’’ и ₀₂’’’ температуры сетевой воды по отопительному графику при t_н’’’; t_п’’’ - температура водопроводной воды после нижней ступени подогрева при расчетном режиме

t_п’’’ = ₀₂’’’ - t_н (76)

Величина недогрева t_н = 510 ⁰С. Расчетная тепловая нагрузка подогревателя нижней ступени:

(77)

Эквивалент расхода водопроводной воды через подогреватели при расчетной нагрузке горячего водоснабжения

(78)

Расчетная тепловая нагрузка верхней ступени подогревателя

Q_в^р = Q_г^р – Q_н^р (79)

где Q_н^р - тепловая нагрузка нижнего подогревателя при расчетной нагрузке горячего водоснабжения, определяемая по уравнению (69).

Температура сетевой воды на выходе из верхнего подогревателя определяется по уравнению (71).

В рассматриваемом режиме _г2 = ₀₁, так как вся сетевая вода проходит через верхний подогреватель.

Температура водопроводной воды на входе в верхний подогреватель t_п определяется по уравнению (74).

Для устранения избыточного расхода тепла на отопление („перегрева" зданий) расход сетевой воды на ввод W при температурах сетевой воды ₁>₁’’’ снижается с помощью установленного на вводе двухимпульсного регулятора расхода РР (рис.37). Эквивалент расхода сетевой воды при произвольной наружной температуре t_н определяют подбором с помощью уравнения (68), принимая Q₀ - расчетный расход тепла на отопление при данной t_н и Q_г = Q_г^б.

14 РЕГУЛИРОВАНИЕ ПО СУММАРНОЙ НАГРУЗКЕ ПРИ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ СХЕМЕ ВКЛЮЧЕНИЯ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Центральное регулирование суммарной нагрузки отопления и горячего водоснабжения (рис. 40) ориентируется на типичное для данного района соотношение расчетных величин регулируемых нагрузок (_г)_т. У абонентов, в которых _г  (_г)_т. применяется дополнительное регулирование расхода сетевой воды с помощью двухимпульсных регуляторов расхода РР (рис.37).

Расчет центрального регулирования заключается в определении температуры сетевой воды в подающей и обратной линиях сети при различных наружных температурах, т. е. ₁ = f(t_н) и ₂ = f(t_н).

Рисунок 40 - Графики температур при двухступенчатой последовательно схеме включения подогревателей горячего водоснабжения и центральном регулировании по суммарной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

₀₁’ = 150⁰C; ₀₂’ = 70⁰C; t_x = 5⁰C; t_г = 60⁰C; _ср = 0,3; _б = 0,36; _м = 0,66.

Исходными данными для расчета являются:

1) значение (_г)_т = (Q_г^ср/Q₀’) типового абонента;

2) расчетный график температур для отопления ₁ = f(t_н) и ₂ = f(t_н).

3) типовой суточный график горячего водоснабжения.

Поскольку суточный график горячего водоснабжения весьма неравномерен, то основной расчет проводят по „балансовой" нагрузке горячего водоснабжения Q_г^б, несколько превышающей (в 1,1 - 1,2 раза) среднюю нагрузку горячего водоснабжения Q_г^ср. Определяют для заданных величин t_н и Q_г^б перепад температур сетевой воды в подогревателе нижней ступени ₂ и подогревателе верхней ступени ₁. Исходным является режим при наружной температуре t_н’’’.

Таблица 7– Температура сетевой воды при центральном регулировании суммарной нагрузки отопления горячего водоснабжения и двухступенчатой последовательной схеме включения подогревателей.

	 = 0		ср = 0,15 б = 0,18		ср = 0,30 б = 0,36		ср = 0,45 б = 0,54
	1, 0С	2,0С	1, 0С	2,0С	1, 0С	2,0С	1, 0С	2,0С
1,0	150	70	151,2	56,8	151,8	43,0	153,2	30
0,8	126	62	128,8	50,4	131,2	38,4	134,2	27
0,6	101,5	53,5	106	43,6	110,3	33,5	114,9	23,7
0,4	76	44	82,4	36	88,6	27,8	96,3	20,1
0,354	70	41,7	76,9	34,2	83,6	25,5	90,7	19,2

Расчет значений ₁ и ₂ производится в следующей последовательности. Определяют t_п’’’ по формуле (76), затем перепад температур сетевой воды в нижней ступени подогревателя: при Q_г^б и t'_н’’’:

(80)

Значение ₂ при произвольной наружной температуре t_н < t_н^’’’ и Q_г^б находится по формуле

(81)

Суммарный перепад температур  = ₁ + ₂ есть величина при t_н < t_н’’’ есть величина постоянная, определяемая по формуле

(82)

Перепад температур сетевой воды в верхней ступени подогревателя

₁ =  - ₂ (83)

Температуры воды в подающей и обратной линиях тепловой сети при t_н<t_н’’’

(84)

Расчетный эквивалент расхода сетевой воды на ввод определяется по формуле (75). У абонентов с типовым отношением нагрузок _т, т.е. с отношением нагрузок, по которому ведется центральное регулирование, расчетный расход сетевой воды равен расчетному расходу воды на отопление при отопительном графике температур и поддерживается постоянным в t_н’’’>t_н>t_н’. У абонентов, у которых   _т, расход сетевой воды изменяется при снижении наружной температуры t_н’’’ до t_н с помощью двухимпульсного регулятора расхода, при этом он повышается у абонентов, у которых _б < (_б)_т и снижается у абонентов, у которых _б > (_б)_т.

Эквивалент расхода сетевой воды на ввод W при заданных t_н и Q_г^б определяется подбором по уравнению (51), при этом Q₀ считается расчетным расходом тепла на отопление при данной t_н и Q_б = Q_г^б.

В табл. 7приведены температуры сетевой воды, характерные для рассматриваемыхсловий.