Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оптимизация источников теплоты и систем теплоснабжения. Учебное пособие для обучающихся направления подготовки 08.06.01 «Техника и технология строител
.pdf
11
а – без элеватора; б – с элеватором; в – с насосом на перемычке;
г – с насосом на подающем трубопроводе, д – зависимая с насосом на обратном
трубопроводе; е – независимая
Рисунок 1.1 – Принципиальные схемы подключения систем отопления к водяным
тепловым сетям
Сопоставительный анализ принципиальных схем присоединения местных
систем отопления к водяным тепловым сетям показывает, что они приемлемы как
при четырехтрубной внутриквартальной тепловой сети, так и при двухтрубной
системе теплоснабжения с ИТП. Что касается размещения основного
оборудования абонентского ввода на ИТП то его можно значительно сократить,
если в системах отопления вместо чугунных радиаторов использовать
комбинированные отопительные приборы с испарительно-конденсационным
контуром. Эти приборы могут работать от двух источников: теплосети и
электрической сети, способных поддерживать стабильную температуру воздуха в
помещении и не допускать перетопа их в переходные периоды года [6].
Применение этих приборов позволит уменьшить металлоемкость местной
системы отопления и трубопроводов системы теплоснабжения в целом из-за
12
снижения расхода теплоносителя в тепловой сети. Независимая схема
подключения этих приборов к системе централизованного отопления дает
возможность использовать теплоноситель повышенных параметров, с
температурой до 105С, что практически полностью исключает зашламление
местных отопительных систем. Такая система отопления будет состоять из
вертикальных и горизонтальных труб, на горизонтальные участки которых
монтируются комбинированные отопительные приборы. Эти системы являются
новым решением в отопительной технике, связанным с экономией топливноэнергетических ресурсов и пересмотре отдельных разделов СНиП [7].
К паровым тепловым сетям системы отопления подключают по двум схемам
– зависимой и независимой в соответствии с рисунком 1.2.
а – зависимая; б – независимая;
РК – редукционный клапан; КО – конденсатоотводчик;
КБ – конденсатосборный бак; КН – конденсатный насос;
ОК – обратный клапан; ТО – пароводяной теплообменник;
РС – расширительный сосуд; Др – дренаж;
ЦН – циркуляционный насос системы отопления
Рисунок 1.2 – Принципиальные схемы подключения
систем отопления к паровой сети
РК
КО
КБ
КН
ОК
Пар
Конд.
Пар
Конд.
КО
ЦН
ТО
Др
РС
а)
б)
13
В жилых массивах паровые сети обслуживают только общественные здания,
где необходим пар для технологического процесса. К ним относятся: бани,
прачечные, спортивные сооружения, рестораны, кафе, комбинаты бытового
обслуживания, магазины, столовые и др.
При зависимой схеме подключения системы отопления к паровой сети пар
поступает на парораспределительную гребенку, редуцируется, а затем поступает в
систему отопления [8].
Независимая схема предусматривает подключение системы отопления через
пароводяной теплообменник, в котором циркуляция воды в системе отопления
может быть естественной или при помощи циркуляционного насоса, а для
статического заполнения системы отопления предусматривается расширительный
сосуд.
Аналогично системам отопления системы горячего водоснабжения
подключают к паровым сетям непосредственно или через теплообменник в
соответствии с рисунком 1.3.
При зависимой схеме присоединения пар из паропровода подают в бакаккумулятор путём барботажа, в который также поступает холодная
водопроводная вода. После смешивания, горячая вода из аккумулятора
расходуется на нужды горячего водоснабжения в соответствии с рисунком 1.3 (а).
Для уменьшения шума при барботаже пара в бак предусматриваются
специальные насадки [9].
Независимая схема присоединения предусматривает подключение системы
горячего водоснабжения через теплообменник. Если совместить теплообменник и
бак-аккумулятор (БА), то эту задачу может выполнить емкостной пароводяной
теплообменник в соответствии с рисунком 1.3 (б). Эта схема приемлема для
потребителей горячей воды, имеющих цикличную нагрузку: заряд БА – нагрев –
разряд БА.
При большом расходе горячей воды (банно-прачечные комбинаты и другие
подобные потребители) применяют подключение систем горячего водоснабжения
к паровой сети через скоростной пароводяной теплообменник с
верхнерасположенным баком-аккумулятором в соответствии с рисунком 1.3 (в).
14
а – непосредственно; б, в – через ТО
Рисунок 1.3 – Схемы подключения систем
горячего водоснабжения к паровой сети
В открытых системах теплоснабжения системы горячего водоснабжения
должны присоединяться к подающему и обратному трубопроводам двухтрубных
водяных тепловых сетей через регулятор смешения воды для подачи в систему
горячего водоснабжения воды заданной температуры в соответствии с рисунком
1.4. Отбор воды для горячего водоснабжения не допускается из трубопроводов и
приборов систем отопления.
Циркуляционный трубопровод системы горячего водоснабжения
присоединяется к обратному трубопроводу тепловой сети после отбора воды на
горячее водоснабжение, при этом на обратном трубопроводе устанавливается
дроссельная диафрагма между отбором и местом подключения циркуляционного
трубопровода, рассчитанная на гашения напора, равного сопротивлению системы
горячего водоснабжения в циркуляционном режиме [10].
Если давления в обратном трубопроводе тепловой сети недостаточно для
подачи воды в систему горячего водоснабжения, то на трубопроводе горячей
воды после регулятора смешения устанавливается повысительноциркуляционный насос. При этом дроссельную диафрагму не устанавливают [11].
15
Если имеется вентиляционная нагрузка, то на ИТП предусматриваются
патрубки на подающем и обратным трубопроводах, как показано на схеме в
соответствии с рисунком 1.4 [11].
Рисунок 1.4 – Схема присоединения системы горячего водоснабжения при
открытой системе теплоснабжения в ИТП
При недостаточном располагаемом напоре на вводе, вместо элеватора
устанавливается насос смешения для системы отопления [12].
В большинстве случаев застройка микрорайонов городов ведется серийными
зданиями, в которых применяется несколько различных схем присоединения
систем горячего водоснабжения.
Наибольшее распространение получила классическая схема системы
горячего водоснабжения, которая применяется в типовых зданиях в настоящее
время. Характерной особенностью этой системы является наличие
циркуляционного стояка на каждый подающий стояк в соответствии с
рисунком 1.5.
Имеется несколько модификаций указанной схемы, отличающихся местом
присоединения полотенцесушителей и точек водоразбора, однако они не нашли
широкого применения, т.к. эта система довольно металлоемкая и трудоемкая при
монтаже.
Моспроектом-1 была предложена принципиально новая система горячего
водоснабжения с закольцованными стояками, в которых чисто циркуляционные
стояки отсутствовали. Она нашла применение в зданиях серии К-7 [9].
16
Закольцованные стояки системы присоединены к двум тупиковым
магистралям в соответствии с рисунком 1.6, которые в часы максимального
водоразбора являются подающими, а в остальное время суток одна из
магистралей выполняет функции циркуляционной.
Рисунок 1.5 – Классическая схема
системы горячего водоснабжения с
закольцованными стояками
Рисунок 1.6 – Схема системы
горячего водоснабжения с
закольцованными
нагруженными стояками
Переключение магистралей с режима подачи на циркуляционный
производится автоматическим устройством.
В жилых зданиях серии П-29, П-49, П-57 применяется закольцовывание
поверху четырех стояков, три стояка подключаются к подающей магистрали, а
четвертый нагруженный подключается к циркуляционной магистрали в
соответствии с рисунком 1.7.
В зданиях серии П-18/12, П-57, П-49 применяется также схема с
закольцованными стояками и разгруженным циркуляционным стояком в
соответствии с рисунком 1.8.
Системы горячего водоснабжения условно по числу магистральных
трубопроводов разделяются на одно- и двухтрубные.
Двухтрубными считаются системы, имеющие подающую и циркуляционную
магистрали. В двухтрубных системах принудительная циркуляция в
17
магистральных трубопроводах и стояках осуществляется при помощи
циркуляционных насосов.
Характерной особенностью однотрубной системы горячего водоснабжения
является подключение закольцованных поверху стояков к магистрали, в которой
осуществляется принудительная циркуляция. Обмен воды в закольцованных
стояках, подключенных к одной магистрали, осуществляется за счет естественной
циркуляции в соответствии с рисунком 1.9. Эта схема плохо работает из-за
снижения температуры горячей воды.
В зданиях последней серии П 15/9, П 19/9, П8/8, П 13/9 запроектирована
система горячего водоснабжения с секционными узлами и повышенной
гидравлической устойчивостью в соответствии с рисунком 1.10.
Технико-экономический анализ различных схем присоединения систем
горячего водоснабжения показал, что наиболее экономичными являются схемы с
однотрубным присоединением стояков, которые на 17% дешевле и менее
металлоемкие (до 10%) по сравнению с базовым вариантом. За базовый вариант
принята классическая система с циркуляционными стояками.
Полученный анализ систем горячего водоснабжения позволяет выбрать
систему, обеспечивающую высокое качество работы, оптимизировать тип
водоподогревателя для системы горячего водоснабжения, определиться с
установкой баков-аккумуляторов на ЦТП или ИТП и выбрать место его
расположения в районе или в здании [13].
Максимумы водопотребления, возникающие в системах горячего
водоснабжения, будут покрываться за счет аккумуляторов горячей воды на ИТП,
которые приблизят узел приготовления горячей воды с расчетной температурой к
потребителю. Индивидуальные тепловые пункты лучше всего размещать в
средней части здания, что сокращает протяженность внутридомовых магистралей
системы горячего водоснабжения и уменьшает гидравлические и тепловые потери
в них [14].
Переход на ИТП вместо ЦТП позволит отказаться от четырехтрубной
внутриквартальной сети и перейти на двухтрубную, что снизит капитальные
вложения и металлоемкость системы теплоснабжения в целом.
18
Рисунок 1.7 – Схема системы горячего
водоснабжения с закольцованными
стояками и нагруженного
циркуляционного стояка
Рисунок 1.8 – Схема системы
горячего водоснабжения с
разгруженным циркуляционным
стояком
Рисунок 1.9 – Схема однотрубной
системы горячего водоснабжения
Рисунок 1.10 – Схема с
секционным узлом и повышенной
гидравлической устойчивостью
19
По схеме присоединения установок горячего водоснабжения, системы
теплоснабжения подразделяются на открытые (с непосредственным водоразбором
из тепловой сети) и закрытые.
В открытой системе теплоснабжения в соответствии с рисунком 1.11 (а)
отбор воды на горячее водоснабжение производится путем смешения в
терморегуляторе сетевой воды из подающего и обратного трубопроводов. В
качестве смесителей используются автоматические терморегуляторы. В
результате смешения потоков давление воды за терморегурятором близко к
давлению в обратном трубопроводе, поэтому циркуляционный трубопровод
присоединяется к обратному после дроссельной диафрагмы, сопротивление
которой равно сопротивлению системы горячего водоснабжения. Эти системы
хорошо себя зарекомендовали в городах, где карбонатная жесткость исходной
воды не превышает 2 миллиграмм на литр.
Открытые системы теплоснабжения бесспорно дешевле закрытых, в
основном из-за стоимости теплообменников, но в открытых системах требуется
повышенная водоподготовка на источнике, которая и защищает местные
абонентские системы горячего водоснабжения от коррозии. Кроме того, открытые
системы теплоснабжения менее металлоемкие и проще в эксплуатации [15].
Представленные схемы присоединения систем горячего водоснабжения к
открытым тепловым сетям можно применять как при устройстве центральных
тепловых пунктов, так и на ИТП [16].
В соответствии с рисунком 1.11 (б) приведена комбинированная схема
присоединения системы горячего водоснабжения, позволяющая уменьшить
расход сетевой воды. Водопроводная вода вначале нагревается сетевой водой
после системы отопления в скоростном водоподогревателе, а затем смешивается с
сетевой водой из подающего трубопровода. Эта система дороже предыдущей, но
дешевле закрытых систем на 35…40 % из-за уменьшения системы
водоподготовки и расхода электроэнергии на перекачку теплоносителя.
В однотрубных системах теплоснабжения расход сетевой воды после систем
отопления равен среднему расходу горячей воды в системах централизованного
20
горячего водоснабжения, где применяются баки-аккумуляторы для выравнивания
графика суточного водопотребления в соответствии с рисунком 1.11 (в) [17].
В закрытых системах теплоснабжения скоростные подогреватели горячего
водоснабжения подключаются к тепловым сетям с установкой автоматических
регуляторов температуры горячей воды.
Параллельная и двухступенчатая смешенная схемы в соответствии с
рисунком 1.12 (а, б) применяются при раздельном регулировании нагрузок
отопления и горячего водоснабжения.
Расход сетевой воды на горячее водоснабжение приведен в формуле (1),
определяется по максимальной часовой тепловой нагрузке, что приводит к
увеличению расчетного расхода сетевой воды на ввод.
Gаб = Gо + Gв + G
гв
ср
, кг/с (т/ч),
(1)
где Go, Gв, G
гв
ср
– соответственно расчетные расходы сетевой воды на
отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, кг/с или т/ч.
С понижением температуры наружного воздуха растет температура
теплоносителя, и расход сетевой воды на горячее водоснабжение сокращается.
Для сохранения постоянного расхода в системе отопления перед элеватором
устанавливают регулятор расхода [18].
Установка авторегуляторов на абонентских вводах позволяет поддерживать
стабильный расход, постоянное давление и расчетную температуру как
теплоносителя, так и нагреваемой воды в системе горячего водоснабжения.
Параллельную схему применяют, когда нагрузка горячего водоснабжения
значительно превышает нагрузку на отопление, поэтому использовать тепло
обратной воды после системы отопления нецелесообразно.
Смешанную схему применяют при соизмеримых нагрузках отопления и
горячего водоснабжения, поэтому целесообразно использовать теплоту обратной
воды после систем отопления для подогрева горячей воды в подогревателе первой
ступени от температуры tх до tп.
Применение двухступенчатой последовательной схемы в соответствии с
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]