Теплоснабжение и тепловые сети

• при остальных отношениях – по параллельной схеме.

В системах теплоснабжения с жилищно-коммунальной нагрузкой более 65 % от суммарной тепловой нагрузки и отношении Qh max /Qomax >0,15 принимают цен-

тральное качественное регулирование отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

Применение данного метода регулирования позволяет рассчитывать магист-

ральные теплопроводы по суммарному расходу сетевой воды на отопление и венти-

ляцию, не учитывая расход воды на горячее водоснабжение. Для удовлетворения же нагрузки горячего водоснабжения температура воды в подающем теплопроводе принимается выше, чем по отопительному графику, и большинство потребителей системы отопления и горячего водоснабжения должны присоединяться к тепловой сети по принципу связанной подачи теплоты. При этом строительные конструкции зданий служат аккумуляторами теплоты, выравнивающими неравномерность су-

точного графика совмещенной тепловой нагрузки без установки специальных акку-

муляторов.

Водоподогреватели горячего водоснабжения присоединяются к тепловым сетям в зависимости от отношения максимальной тепловой нагрузки горячего водоснаб-

жения Qh max к расчетной отопительной нагрузке Qomax и типа регуляторов по сле-

дующим схемам:

• при Qh max /Qomax = 0,2— 1,0 - с установкой регулятора расхода по двухступенчатой последовательной схеме;

•то же - с электронным регулятором расхода теплоты - по двухступенчатой смешанной схеме с ограничением максимального расхода воды на ввод;

•при остальных отношениях - по параллельной схеме.

При этом способе регулирования отпуска теплоты в тепловой сети поддержива-

ется повышенный температурный график, который строится на основании отопи-

тельно-бытового температурного графика.

Расчет повышенного температурного графика заключается в определении пере-

пада температур сетевой воды в подогревателях верхней δ1 и δ2 нижней ступеней

51

Зная δ2 и δ'2, находят температуру сетевой воды в обратной магистрали по по-

вышенному температурному графику

Перепад температур сетевой воды в верхней (второй) ступени подогревателя при t0 и tí

Определив значения температур воды в подающей и обратной магистралях те-

пловой сети, строят повышенный температурный график (рисунок 4.4)

Рис. 6.2 — Повышенный температурный график центрального качественного регулирования для закрытых систем теплоснабжения

ПРИМЕР 6.1. Построить для закрытой системы теплоснабжения график цен-

трального качественного регулирования отпуска теплоты по отопительной на-

грузке (отопительно-бытовой температурный график). Расчетная температура на-

ружного воздуха для проектирования отопления t0 = -25°С, воздуха в отапливае-

53

мых помещениях ti = 18°С, сетевой воды в подающей и обратной магистралях при t0: τ1 = 150°С, τ2 = 70°С. Потребители присоединены к тепловой сети по зависи-

мым схемам.

Решение. Температуру воды в подающей и обратной магистралях в течение отопительного периода, т.е. в диапазоне температур наружного воздуха +8...-25°С

определяем по формулам (6.1), (6.2). Температурный напор нагревательного при-

бора находят по формуле (5.16), принимая τэ = 95°С.

t 95 70 18 64,5 C. 2

Расчётный перепад температур воды в тепловой сети

∆τ = 150– 70 = 80 °С.

Расчётный перепад температур воды в тепловой сети

θ = 95 – 70 = 25 °С.

Задаваясь различными значениями tн, в пределах от +8 до -25 °С, определяем τ1

и τ2. Полученный результат сводим в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 Температура сетевой воды в подающем и обратном теплопроводах

Для обеспечения требуемой температуры воды в системе горячего водоснабже-

ния минимальную температуру сетевой воды в подающей магистрали тепловой се-

ти принимаем равной 70 °С. Поэтому из точки, соответствующей 70 °С на оси ор-

динат, проводим горизонтальную прямую до пересечения с температурной кривой

54

для подающей магистрали. Температура наружного воздуха, соответствующая точ-

ке излома графика, обозначается t и равна +2,5 °С.

н

ПРИМЕР 6.2. Построить для закрытой системы теплоснабжения график цен-

трального качественного регулирования отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (повышенный температурный график). Тем-

пературу воды в тепловой сети при регулировании по отопительной нагрузке при-

нять из примера 5.1. Водоподогреватели горячего водоснабжения у абонентов при-

соединены по двухступенчатой последовательной схеме. Расчетный тепловой поток на отопление Qоmax = 200 кВт, горячее водоснабжение Qhm = 50 кВт, балансовый коэффициент χ = 1,2. Температура горячей воды в системе горячего водоснабжения th = 55°С, холодной воды tс = 5°С.

Решение. Балансовая тепловая нагрузка горячего водоснабжения Qhmδ =1,2 50=

60 кВт.

Суммарный перепад температур сетевой воды в подогревателях нижней и верхней ступеней определяем по формуле (5.5)

= 20060 150 70 24 C.

По вычисленным значениям τ1 и τ2 (смотри пример 5.2) строим отопительно-

бытовой температурный график (рисунок 5.2), по которому устанавливаем, что

ратуры греющей воды в подогревателе нижней ступени равным 10 °С, находим температуру нагреваемой водопроводной воды после нижней (первой) ступени по-

догревателя при t

н

t 42 10 32 C.

По формулам (5.7), (5.8) определяем перепад температур сетевой воды δ2 в

нижней ступени подогревателя

при t

н

55

Температуру сетевой воды в обратной магистрали для повышенного темпера-

турного графика находим по формуле (5.9)

при t0

τ2п = 70-22,8 = 47,2 °С;

при t

н

42 13 29 C.

2п

Строим график τ2п = f (tн)( смотри рисунок 5.2). По формуле (6.10) находим пе-

репад температур сетевой воды в верхней ступени подогревателя при t0 и t

н

δ1 = 24–22,8 =1,2 °С; δ'1 = 24–13 =11 °С.

Температуру сетевой воды в подающей магистрали тепловой сети для повы-

шенного температурного графика вычисляем по формуле (5.11)

τ1п = 150+1,2=151,2 °С;

τ'1п = 70+11=81 °С

Строим график τ1п = f (tн) (рис. 6.2).

6.2. Регулирование отпуска теплоты в открытых системах теплоснабжения

В двух трубных водяных тепловых сетях открытых систем теплоснабжения центральное качественное регулирование отпуска теплоты, как и в закрытых сис-

темах, осуществляют по нагрузке отопления или по совмещённой нагрузке отопле-

ния и горячего водоснабжения.

56

Если тепловая нагрузка жилищно-коммунального сектора составляет 65% и бо-

лее от суммарной тепловой нагрузки, то регулирование отпуска теплоты осуществ-

ляют по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. При меньшей нагрузке на жилищно-коммунальные нужды и отношении Qhm/Qamах = < 0,15 – регу-

лирование осуществляют по нагрузке отопления.

При центральном качественном регулировании отпуска теплоты по отопитель-

ной нагрузке в тепловой сети поддерживается отопительно-бытовой температурный график. Системы отопления и горячего водоснабжения абонентов присоединяют к тепловым сетям по принципу несвязанной подачи теплоты. В этом случае расход сетевой воды на отопление поддерживается постоянным при помощи регулятора расхода РР, установленного перед элеватором системы отопления, и не зависит от переменного расхода воды на горячее водоснабжение.

Температуру воды в подающей и обратной магистралях при зависимых схемах присоединения систем отопления рассчитывают по формулам (6.1),(6.2). Мини-

мальная температура сетевой воды в подающей магистрали открытых систем теп-

лоснабжения принимается равной 60°С. Для этого отопительный график срезается на уровне 60°С; полученный график температур воды в тепловой сети называется отопительно-бытовым.

При регулировании отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и го-

рячего водоснабжения потребители системы отопления и горячего водоснабжения присоединяются к тепловым сетям по принципу связанной подачи теплоты. Для этого регулятор расхода РР устанавливают на подающем трубопроводе абонентско-

го ввода перед отбором воды на горячее водоснабжение, он поддерживает постоян-

ный расход сетевой воды на ввод, равный расчетному на отопление, без учета на-

грузки на горячее водоснабжение.

Водоразбор из подающей линии уменьшает поступление сетевой воды в систе-

му отопления. Небаланс теплоты на отопление компенсируется некоторым повы-

шением температуры воды в подающем трубопроводе по сравнению с отопитель-

ным графиком. При этом методе регулирования строительные конструкции здания

57

используются в качестве аккумулятора теплоты, выравнивающего неравномерности суточного графика теплопотребления.

Гидравлическая разрегулировка отопительных установок в периоды большого водоразбора на горячее водоснабжение из подающей линии может быть устранена при установке на перемычке элеватора центробежного насоса, который при этих режимах включается в работу.

При данном методе регулирования в тепловой сети поддерживают температур-

ный режим по скорректированному (повышенному) температурному графику, кото-

рый строится на основе отопительно-бытового.

Расчет скорректированного температурного графика заключается в определении температуры воды в подающей и обратной магистралях в диапазоне температур на-

ружного воздуха от +8 до tн*, пи которой температура воды в обратной магистрали равна 60 °С.

При температурах наружного воздуха от +8°С до tн*, когда водоразбор на горя-

чее водоснабжение осуществляют как из подающей, так и из обратной линий тепло-

сети, поступление воды в систему отопления меньше расчетного расхода. В этом случае для удовлетворения отопительной нагрузки температура воды в подающем теплопроводе должна быть выше, чем это требуется по отопительно-бытовому гра-

фику. Температура сетевой воды в подающем τ1п и обратном τ2п теплопроводах для скорректированного графика определяют по формулам:

где Q0 - относительный расход теплоты на отопление, представляющий отноше-

ние теплового потока на отопление при нерасчетных условиях к максимальному тепловому потоку:

58

G0 - относительный расход сетевой воды, представляющий отношение рас

хода сетевой воды на отопление при нерасчетных условиях к максимальному расхо-

ду воды G0 = Go/Go max.

Относительный расход сетевой воды на отопление G0 , в диапазон температур наружного воздуха +8°С – tн* когда в систему отопления поступает расход воды меньше расчетного, определяют по [7, форм. (IV.86)]

где ρδ Qhmδ Q0max , Qhmδ Qh max ;

χ – балансовый коэффициент, для открыты систем теплоснабжения χ = 1,1.

При температуре воды в обратной магистрали больше 60 °С водоразбор на горя-

чее водоснабжение осуществляют только из обратной линии тепле вой сети, и тогда в местную отопительную систему поступает расчетам расход сетевой воды Gomax.

Это позволяет оставить регулирование отпуск теплоты в интервале температур на-

ружного воздуха tн* – to по отопительно - бытовому температурному графику.

ПРИМЕР 6.3. Построить для открытой системы теплоснабжения график цен-

трального качественного регулирования отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (скорректированный температурный график).

Для типового абонента Qhm/Qomах = 0,25; балансовый коэффициент χ =1. Расчетные расходы теплоты на отопление Qomах = 200 МВт, Qhm = 50 МВт. Температура горя-

чей воды в системе горячего водоснабжения th = 60°С, холодной воды tс = 5 °С, рас-

чётная температура наружного воздуха для проектирования отопления tо = -25 °С,

температура воздуха в отапливаемых помещениях ti =18 °С расчётная температура сетевой воды в подающей и обратной магистралях при tо : τ1 = 150 °С, τ2 = 70 °С.

59

Местные системы отопления присоединены к тепловым сетям по зависимым схе-

мам.

Решение. Вначале строим графики τ1 = f /(tн), τ2 = f /(tн), при регулировании отпуска теплоты по отопительной нагрузке (см. пример 5.1). Только в связи с непо-

средственным водоразбором на горячее водоснабжение (открытая система), отопи-

тельно-бытовой график имеет срезку не на 70 °С, а на 60 °С (рисунок 5.3). Как видно из рисунка 5.3 τ2 = 60 °С при tн* –15°С. Следовательно, в интервале температур на-

ружного воздуха –15...–25°С, когда τ2 > 60°С и водоразбор на горячее водоснабже-

ние осуществляется только из обратного трубопровода относительный расход сете-

вой воды на отопление G0 G0 G0 max 1, и регулирование отпуска теплоты соответ-

ствует отопительному графику.

Рис. 6.3 – Скорректированный температурный график центрального качественного регулирования для открытых систем теплоснабжения (пример 6.3)

В интервале температур наружного воздуха от +8 °С до -15 °С регулирование отпуска теплоты осуществляется по скорректированному температурному графи-

ку, при этом относительный расход сетевой воды на отопление определяется по формуле (5.26), где

ρδ= 1,1 50/200 = 0,275; θ = 95 - 70 = 25°С;

60