37.Методы регулирования. Уравнение теплового баланса и теплопередачи.
В зависимости от места осуществления, регулирование может быть центральное, групповое, местное и индивидуальное. Центральное регулирование осуществляется на источнике тепла, групповое в РТП и ЦТП, местное в ИТП, индивидуальное – непосредственно на теплопотребляющих приборах. При однородной нагрузке (например, только отопление) можно ограничиться одним центральным регулированием. Однако в большинстве случаев тепловая нагрузка неоднородна. К тепловым сетям могут быть присоединены системы ОВ, ГВС, технологическая нагрузка. В этом случае, для обеспечения высокого качества теплоснабжения центральное регулирование дополняется групповым, местным или индивидуальным. Такое регулирование называется комбинированным. Однако индивидуальное регулирование требует установки у каждого прибора регулятора, что значительно увеличивает стоимость системы теплопотребления. Эффективное регулирование может быть достигнуто с помощью систем автоматического регулирования (САР). Пока, в связи с дороговизной авторегуляторов, системы САР применяют в основном при центральном и групповом регулировании, а также при новом строительстве.
Несмотря на все многообразие нагревательных приборов, их теплоотдача при теплоносителе воде может быть описана следующим уравнением:Q=KFΔtn=Gc(τ1-τ2) (1)
где Q – количество тепла, отданное нагревательным прибором за время n.
К – коэффициент теплопередачи; F – поверхность нагрева; n – длительность работы прибора; Δt – разность средних температур греющей воды и воздуха, которая может быть представлена как среднеарифметическая разность: Δt=(τ1-τ2)/2-ti (2), где τ1 и τ2 – температуры греющей воды соответственно на входе и выходе из нагревательного прибора; ti – температура окружающего воздуха; G – расход теплоносителя через нагревательный прибор; c – теплоемкость воды. Подставив в уравнение (1) значение Δt из (2) можно получить следующее выражение
(3)
Из уравнения (1) можно также получить следующее выражение для τ2: τ2=τ1-Q/(cGn) (4).
Подставив в уравнение (3) значение τ2 из (4) можно получить следующее выражение для теплоотдачи нагревательного прибора:
(5)
Анализ выражения (5) показывает, что тепловая нагрузка может регулироваться путем изменения следующих параметров:
τ1 – температуры греющей среды на входе в нагревательный прибор;
G – расхода греющего теплоносителя, (при этом изменяется также температура воды на выходе из прибора τ2).
Однако практически, централизованно можно регулировать теплоотдачу путем изменения температуры воды на входе в приборτ1 и расхода воды через прибор G. Что касается параметров K, F, n , то ими можно пользоваться для изменения теплоотдачи только при местном регулировании.
Основной метод регулирования теплоотдачи при теплоносителе паре заключается путем изменения температуры конденсации пара при его дросселировании или в изменении n - времени работы нагревательного прибора.
При использовании в качестве теплоносителя воды можно использовать три метода центрального (на источнике тепла) регулирования отпуска теплоты:
1) качественный метод – путем изменения температуры теплоносителя на входе в прибор при постоянном расходе теплоносителя:
2) количественный метод – путем изменения расхода теплоносителя при постоянной его температуре на входе в прибор:
3) качественно-количественный метод – путем одновременного изменения расхода и температуры теплоносителя.
По принципу снабжения теплом нагреваемой среды регулирование отпуска теплоты может быть активным (если нагреваемая среда оказывает влияние на количество поступающей теплоты), и пассивным, если нагреваемая среда не влияет на количество отпущенной теплоты.