Температурные графики регулирования отпуска теплоты. Средневзвешенная температура возвращаемого теплоносителя
Прежде чем проводить дальнейшие расчёты, необходимо определиться с рядом параметров проектируемой тепловой сети, таких как: метод регулирования тепловой нагрузки, схема присоединения абонентов, тип системы теплоснабжения и прочие. Часть этих параметров нам уже задана. А именно: проектируемая тепловая сеть будет закрытого типа, регулирование будет производиться центральное качественное по отопительной нагрузке. В целях получения базовых представлений об особенностях этих инженерных решений (то есть в учебных целях) обратимся к, подробному источнику информации [4]:
Закрытый тип тепловой сети подразумевает отсутствие отбора сетевой воды абонентом, то есть минимум двухтрубное исполнение сети (возврат сетевой воды) и независимое присоединение установок ГВС. Это, конечно, повышает капитальные затраты (на сооружение тепловой сети) и эксплуатационные затраты (усложнена схема абонентского ввода), но зато обеспечивает следующие преимущества:
Гидравлическая изолированность водопроводной воды от сетевой;
Упрощение санитарного контроля за качеством воды на ГВС, ввиду сокращённого пути прохождения;
Упрощения контроля герметичности теплофикационной системы.
Как известно, регулирование тепловой нагрузки возможно в различных точках тепловой сети (центральное, групповое, местное, индивидуальное). Нам задан только метод центрального регулирования. А для обеспечения высокоэффективного теплоснабжения необходимо регулировать отпуск как минимум на трёх уровнях, обязательно включающих индивидуальный. Однако таких подробностей в нашем проекте рассматриваться не будет.
Центральный качественный метод представляет собой регулирование отпуска теплоты за счёт изменения температуры теплоносителя на входе в систему (при неизменном расходе теплоносителя) и может обеспечить более стабильный тепловой режим, нежели количественный метод. Однако при этом возрастает потребление электроэнергии на питание насосов, связанное с постоянством расхода теплоносителя. Качественное регулирование возможно не на всём промежутке температур отопительного периода, это связано с условиями горячего водоснабжения. По [5] для закрытой системы теплоснабжения температура в местах водоразбора должна быть не менее 50ºС, в связи с этим [1] требует температуру воды в подающем трубопроводе не менее 70ºС (резерв, видимо, учитывает падение температуры воды в местных коммуникациях и в теплообменнике ГВС).
Регулирование по отопительной нагрузке означает, что температура воды в подающей линии тепловой сети соответствует графику качественного регулирования отопительной нагрузки и то, что сеть у нас будет двухтрубная. Решение о регулировании по отопительной нагрузке в данном случае несколько преждевременно, поскольку в проектируемой сети жилищно-коммунальная нагрузка составляет 70,6%, то есть, по рекомендации [1], регулирование должно проводится по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения.
Теперь определимся со схемой присоединения абонентов. Независимое присоединение нагрузки ГВС уже задано. Для отопления принимаем зависимую схему согласно с рекомендациями [1]. Исходим при этом из двух простых соображений:
Зависимая схема дешевле и проще (в регулировании и в расчёте);
Наш температурный график (130/70) обуславливает максимальное давление воды в сети около 4 атмосфер, тогда как допустимое давление в самых распространённых в РФ отопительных приборах (чугунных радиаторах) 6 атмосфер. То есть жёсткая гидравлическая связь сети с приборами, являющаяся основным недостатком зависимой схемы, работе нашей сети не помешает.
Все три вида нагрузки присоединяем к тепловой сети параллельно. То есть расход теплоносителя будет складываться из суммы его расходов на отдельные виды нагрузки. Всё необходимое для работы оборудование, по возможности, будем располагать в групповых тепловых пунктах (ГТП). Что благоприятно скажется на уровне шума и упростит обслуживание установок. Принципиальная схема такого ГТП приведена на рис. 2.1.
Рисунок 2.1 Принципиальная схема ГТП
1 – воздухораспределитель; 2 – калорифер; 3 – регуляторы расхода (по давлению и температуре); 4 – воздухозаборник; 5 – воздушник; 6 – стояки водоразборных кранов; 7 – нагревательные приборы; 8 – элеватор; 9 – моделирующее устройство (импульс температуры наружного воздуха); 10 – регулируемый циркуляционный насос; 11 – циркуляционный насос; 12 – бак-аккумулятор; 13 – ЦБ вентилятор; 14 – обратный клапан; 15 – подогреватель ГВС
Рисунок 2.2. Схема двух трубной паровой системы с возвратом конденсата:
1- котлоогрегат; 2- редукционно- охладительная установка; 3- паропровод; 4- теплообменник; 5- конденсатоотводчик; 8- обратный клапан; 9- сборный бак конденсата; 10- напорный конденсатопровод.