Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теплоснабжение и генераторы теплоты. Учебно-методическое пособие.pdf
Устранить перетопы помещений в период срезки температурного графика позволяют регуляторы
,
в
п
гвоттс
GGGG ++=
от
G
в
G
п
гв
G
max
гв
от
Q
Q
ρ=
воттс
GGG +=
от
от
10 20
()
Q
G
с
=
τ −τ
в
12в
,
()
в
Q
Gс=
τ −τ
п
п
гв
гв
15
()
Q
G
с
=
τ −τ
п
гв
Q
р
вн
t
р
1
τ
р
3
τ
р
2
τ
р
н.о
t
отопления за счет снижения расхода греющей сетевой воды, идущей на отопление. Отпуск теплоты в
системы ГВС и вентиляции регулируют количественным методом с использованием регуляторов
температуры, изменяющих расход греющей сетевой воды. Таким образом, расход греющей сетевой
воды в подающей магистрали теплосети будет рассчитан как сумма расходов на каждую из нагрузок:
где:
и
— расход сетевой воды на покрытие нагрузок отопления и вентиляции;
(4.3.14)
— расход сетевой воды из подающей магистрали на покрытие нагрузки ГВС.
4.4. Центральное качественное регулирование по суммарной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (повышенный график)
При доле жилищно-коммунальной нагрузки в тепловом районе более 65 %, а также при посто-
янной и значительной величине тепловой нагрузки на ГВС
сокращают, осуществляя центральное качественное регулирование по суммарной нагрузке отопления и ГВС. В этом случае обеспечивается сокращение расходов сетевой воды, т.к. суммарный
расчетный расход воды в теплосети равен сумме расчетных расходов на отопление плюс вентиляцию без учета расхода воды, идущей на ГВС.
Отбор греющей сетевой воды в калориферы систем вентиляции регулируется РТ независимо
от подачи её для покрытия суммарной нагрузки отопления и ГВС, вследствие этого расход сетевой
воды в подающей магистрали тепловой сети будет:
. (4.4.1)
расход воды в теплосети
Расход сетевой воды на покрытие нагрузок отопления и вентиляции рассчитывают по следующим выражениям:
; (4.4.2)
(4.4.3)
где Qот и Qв — нагрузка отопления и вентиляции; τ1 и τ10 — температура сетевой воды в подаю-
щей магистрали и перед узлом присоединения систем отопления к теплосети;
τ20 и τ2в — температура воды на выходе из узла присоединения систем отопления и после ка-
лорифера.
Расходы сетевой воды из подающей магистрали на покрытие нагрузки горячей воды в закрытых системах:
где
— тепловая нагрузка теплообменника, включенного параллельно системе отопления (в двух-
, (4.4.4)
ступенчатой смешанной схеме — II ступени);
τ5 — температура греющей воды на выходе из теплообменника.
Пример
Исходные данные:
= 18 °С,
= 150 °С,
= 95 °С,
28
= 70 °С,
= –26 °С.
Решение:
р
н.о
t
р
1
τ
р
3
τ
р
2
τ
1
70 Сτ= °
1
р рр
1
1 ср от тс
0,5
n
вн
t tQ Q Q
+
τ = + ∆ − ∆τ + ∆τ
рр
р
32
ср вн
ττ
95 70
18
22
tt
+
+
∆= − = −
р рр
от
32
τ τ 95 70 25
∆τ = − = − =
рр р
тс
12
τ τ Δτ 150 70 80∆=− = −=
0,75
из из из
70 18 64,5 0,5 25 80Q QQ=+ −⋅ +
из
Q
р
вн н
рр
вн н.о
tt
Q
tt
−
=
−
из
н
18
0,34
18 26
t−
=
+
→
из
н
3,1 Сt = °
0,75
рр
2
вн ср от
от
0,5
Q
t tQ
W
τ = + ∆ − ∆τ
0,75
2
18 64,5 0,34 0,5 25 0,34 42,5
τ= + ⋅ − ⋅ ⋅ =
р
32 от
Qτ = τ + ∆τ
3
42,5 25 0,34 51τ= + ⋅ =
н
8t =
Q =
18 8
0, 23;
18 26
−
=
+
0,75
2
18 64,5 0,23 0,5 25 0,23 36,4τ= + ⋅ − ⋅ ⋅ =
3
36,4 25 0, 23 42,2τ= + ⋅ =
р
12 тс
τ τ Δτ Q= +
1
36,4 80 0,23 54,8τ= + ⋅ =
( )
( )
н
18 0, 75 18 26 15 Сt = − −− =− °
0,75
2
18 64,5 0,75 0,5 25 0,75 60,6 Сτ= + ⋅ − ⋅ ⋅ = °
1. Рассчитываем параметры для основных точек.
а) расчетные условия для отопления:
= –26 °С, Q = 1,
б) точка излома графика температур:
;
отсюда
= 0,34;
= 150 °С,
;
= 95 °С,
= 64,5 °С;
°С;
°С,
= 70 °С;
,
,
в) конец отопительного периода:
°С;
;
;
;
°С;
;
°С;
°С;
°С;
;
°С.
2. Опреляем параметры для промежуточных значений Q, равных 0,75; 0,5.
а) при Q=0,75:
;
;
29
3
60,6 25 0,75 79, 4 Сτ= + ⋅ = °
1
60,6 80 0,75 120,6 Сτ= + ⋅ = °
(
)
( )
н
18 0,5 18 26 4
С
t
= − −− =−°
0,75
2
18 64,5 0, 5 0, 5 25 0,5 50,1 Сτ= + ⋅ − ⋅ ⋅ = °
3
50,1 25 0,5 62, 6 Сτ= + ⋅ = °
1
50,1 80 0,5 90,1 Сτ= + ⋅ = °
Q
н
, Сt °
1
τ,
С°
3
τ,С°
2
,
Сτ°
1
–26
150
95
70
0,75
–15
120,6
79,4
60,6
0,5
–4
90,1
62,6
50,1
0,34
3,1
70
51
42,5
0,23
8
54,8
42,2
36,4
;
б) при Q=0,5:
Все рассчитанные параметры сводим в таблицу (табл. 1).
Рассчитанные данные
;
;
;
;
Таблица 1
По полученным данным строим температурный график (рис. 17).
При изменении данного температурного графика в двухтрубных системах теплоснабжения, обеспечивающих нагрузки отопления и ГВС, делается срезка графика при 70 °С в закрытых системах, при 65 °С — в открытых.
Рис. 17. Температурный график
30
Повышенные температурные графики рассчитывают из условия покрытия требуемой ото-
р
р
от
от
р
тс
τ
Q
W =
∆
н
τ
1
τ
2
τ
к
τ
( )
( ) (
)
гв I II от 2 от н 1 от I II от
τ τ τ τ δτ δτ δτ
к
Q QQ W W W W
=+= −+ −= + =
гв
constQ =
от
const
W =
δτ const=
р
р
гв тс
гв
гв тс
рр
от от
Δτ
δτ ρ Δτ
Q
Q
WQ
= = =
гв
гв
р
от
ρ
Q
Q
=
ср
гв
Q
ср
гв
ρ
б ср
гв гв
χ
QQ=
б ср
гв гв
ρ χρ
=
χ 1, 2=
из из
п2
τ6t
= −
1
δτ
(
)
I от I гв п х
δτ
QW Wt t= = −
( )
( )
р
гв тс п х
гв п х
I пх
от гх гх
ρ Δτ
δτ δτ
tt
W tt
tt
W tt tt
−
−
= −= =
−−
пительной нагрузки при различной наружной температуре и средненедельной нагрузки ГВС.
Поскольку нагрузка ГВС в течение суток неравномерна и регулируется дополнительно авторегулятором температуры, то при отсутствии аккумуляторов горячей воды в систему отопления
будет подаваться при Q
гв
> Q
сред
расход теплоты меньше требуемого, а при Q
гв
гв
< Q
сред
—
гв
больше требуемого. При этом суточный баланс количества теплоты, поступающей в систему
отопления с учетом аккумулирующей способности зданий, должен соответствовать требуемому.
График строят в предположении, что через тепловой пункт проходит постоянный отопительный расход теплоносителя, определяемый выражением:
. (4.4.5)
На схеме водонагреватели ГВС присоединены по отношению к системе отопления после-
довательно. Теплоноситель с начальной температурой
вает в водонагревателе II ступени до температуры
ку. После системы отопления теплоноситель с температурой
I ступени, где остывает до конечной температуры
менники передается следующее количество теплоты:
так как
,
, следовательно,
Суммарный перепад температур в теплообменниках ГВС определяется выражением:
где
поступает в тепловой пункт и осты-
, соответствующей отопительному графи-
поступает в водонагреватель
. Следовательно, для ГВС через теплооб-
; (4.4.6)
.
, (4.4.7)
При наличии баков-аккумуляторов принимают
. (4.4.8)
,
, а при использовании теплоаккумулирующей способности зданий для выравнивания графика потребления горячей воды принимают
,
, т.е. балансовую нагрузку ГВС и
.
3. Расчетным режимом для водонагревателей ГВС является режим, который соответствует точке
излома отопительного графика температур, а недогрев воды в водонагревателе I ступени —
6 °С, т.е.
3. Для построения графика из уравнения баланса теплоты находят
. (4.4.9)
:
. (4.4.10)
Для любого режима:
. (4.4.11)
31
Для режима, соответствующего точке излома графика температур:
из
из
пх
I
гх
δτ δτ
tt
tt
−
=
−
из
пх
II
из
пх
δτ δτ
tt
tt
−
=
−
( )
п х х2 х
ετtt t−= −
( )
из из из
п х х2 х
ετtt t−= −
ε
из
хх
εε
=
из
2 х
II
из
2
х
t
t
τ−
δτ = δτ
τ−
2
τ
II I
δτ = δτ − δτ
ср
гв
Q
р
от
Q
ср
гв
ρ
р
тс
∆τ
вн
t
г
t
х
t
ср
гв
ρ
б
гв
ρ
из
I
τδ
от
от
р
от
i
i
Q
Q
Q
=
н.i
t
вн н.
от
р
вн н.о
i
i
tt
Q
tt
−
=
−
от
i
Q
I
i
δτ
II
i
δτ
н
τ
к
τ
н 1 II
τ τ δτ= +
к2 I
τ τ δτ= −
. (4.4.12)
Из отношения разности температур:
. (4.4.13)
Для расчетов удобно произвести замену, используя безразмерную величину ε:
; (4.4.14)
, (4.4.15)
определяется расходами теплоносителей, которые сохраняются постоянными, следова-
тельно
.
Тогда:
, (4.4.16)
где
берется по отопительному графику температур.
Перепад температур водонагревателя II ступени рассчитывают из выражения:
. (4.4.17)
4. Методика построения графика.
Дано: отопительный график температур, способ выравнивания графика потребления горя-
чей воды,
;
или
;
,
,
,
.
Решение:
1. Рассчитываем параметры, неизменные для всех температурных режимов:
,
, δτ,
.
2. Задаемся рядом значений относительных отопительных нагрузок:
и находим соответствующие температуры наружного воздуха
3. Для принятых значений
последовательно рассчитываем:
(4.4.18)
из выражения:
. (4.4.19)
4. Определяем значения температур повышенного графика
Все расчеты сводим в таблицу.
,
,
32
.
и
:
. (4.4.20)
Пример
б
гв
Q
ср
гв
0, 25,
ρ=
р
1
τ 150
С= °
р
2
τ 70 С= °
р
н.о.
t 26 С,=−°
г
t 60 С,= °
х
t5С= °
I II
δτ δτ δτ= +
II н1
δτ τ τ= −
I2к
δτ τ τ= −
бр
гв тс
ρ Δτ 0,3 80 24 Сδτ = = ⋅ = °
р рр
тс
12
τ τ τ 150 70 80 С,∆=−= −=°
б ср
гв гв
ρ χ ρ 1,2 0,25 0,3=⋅=⋅ =
0,34Q =
изл
н
3,1 С
t
= °
из
из
пх
I
гх
δτ
tt
tt
−
δτ =
−
изл
п
t
( )
из из
п2
t τ 5 10 42,5 6 36,5 С= − − = −= °
из
2
42,5 Сτ= °
из
I
36,5 5
24 13,75 С
60 5
−
δτ = = °
−
изл изл изл
к2 I
42,5 13,75 28,75 Сτ=τ−δτ= − = °
0,34Q =
изл
н
3,1 Сt = °
изл изл
II I
τ δτ δτ 24 13,75 10,25 Сδ=− =− = °
изл изл изл
н I II
τ δτ 70 10,25 80,25 Сτ= + =+ = °
от
i
Q
1
τ
2
τ
I
δτ
II
δτ
н
τ
к
τ
из
2 х
II
из
2 х
δτ δτ
t
t
τ−
=
τ−
II I
δτ = δτ − δτ
Дано: температурный график, для выравнивания графика потребления горячей воды исполь-
зуется теплоаккумулирующая способность здания, следовательно, в расчетах принимают
.
,
,
.
Решение:
1. Определить суммарный перепад температур в обеих ступенях теплообменника δτ:
;
;
;
;
,
где χ — балансовый коэффициент, учитывающий неравномерность суточного графика потреб-
ления ГВС, для закрытых систем — 1,2.
2. Перепад температур сетевой воды в нижней ступени при
,
и
:
— температура нагреваемой водопроводной воды между I и II ступенями водоподогре-
вателей ГВС;
недогрев воды в I ступени 5–10 °С:
— из отопительного графика температур.
;
3. Перепад температур сетевой воды в верхней ступени при
4. Для каждого значения
ем
,
,
,
:
берем из отопительного графика температур
,
.
и
:
;
.
и
и рассчитыва-
;
.
33
При
0,5Q =
н
4 Сt =−°
1
90,1 Сτ= °
2
50,1 Сτ= °
I
50,1 5
13,75 16,54 С
42,5 5
−
δτ = ⋅ = °
−
II
24 16,54 7,46 Сδτ = − = °
н 1 II
τ δτ 90,1 7,46 97,56 Сτ= + = + = °
к2 I
τ δτ 50,1 16,54 33,56 С
τ= − = − = °
0,75Q =
н
15 Сt =−°
1
120,6 С;τ= °
2
60, 6 Сτ= °
I
60,6 5
δτ 13,75 20,39 С
42,5 5
−
= = °
−
II
24 20,64 3,36 Сδτ = − = °
н 1 II
τ τ δτ 120,6 3,36 123,96 С=+= + = °
к2 I
τ τ δτ 60,6 20,39 40,21
С
=−= − = °
1
Q =
н
26
Сt =−°
1
150 С;τ= °
2
70 Сτ= °
I
70 5
13,75 23,83 С
42,5 5
−
δτ = = °
−
II
24 23,83 0,17 Сδτ = − = °
н 1 II
τ τ δτ 150 0,17 150,17 С=+=+ = °
к2 I
τ τ δτ 70 23,83 46,17 С=−=− = °
Q
н
, Сt °
1
τ, С°
2
, Сτ°
I
δτ , С°
II
δτ ,
С°
н
τ,С°
к
τ,С
°
1
–26
150
70
23,83
0,17
150,17
46,17
0,75
–15
120,6
60,6
20,64
3,36
123,96
40,21
0,5
–4
90,1
50,1
16,54
7,46
97,56
33,56
0,34
3,1
70
42,5
13,75
10,25
80,25
28,75
θ
′
−
′
∆+τ′δ+=τ 5,0)(
2,0
0
0
00в1
Q
G
t
G
Q
t
θ
′
−
∆+=τ 5,0
2,0
0
0
0
0
в0.2
Q
G
t
G
Q
t
о
Q
Q
′
=ρ
δ
ср.г
1,1
,
,
,
:
При
,
,
При
,
,
,
;
,
.
:
;
;
,
.
:
,
;
,
.
Рассчитанные данные заносим в табл. 2.
Рассчитанные данные
По полученным данным строим повышенный график температур (рис. 18).
Для открытой системы необходимо определить температуру воды в подающем и обратном
трубопроводах и расход воды из подающего и обратного трубопроводов.
Температуру воды в подающем и обратном трубопроводе находят по выражениям:
Таблица 2
; (4.4.21)
; (4.4.22)
; (4.4.23)
34
С257095
0.23
°=−=τ′−τ′=θ
′
5,6418
2
705,0
2
в
0.23
ср
=−
+
=−
τ′+τ
′
=∆ tt
С8070150
0.20.1
°=−=τ−τ=τ
′′′
δ
2,
0
хг
0
хг
вг
хг
0
1
5,01
Q
tt
t
Qtt
tt
tt
G
δδ
δ
ρ
−
′
∆
−
ρ
−
−
+
−
θ
′
ρ−
=
;
.
;
Рис. 18. Повышенный график температур
Определим относительный расход на отопление при tн = +8 °С:
. (4.4.24)
В открытых системах теплоснабжения разбор воды на ГВС ведется в зависимости от темпера-
туры воды в сети. При температуре воды в подающем трубопроводе 60 °С водоразбор осуществляется только из подающей линии.
С повышением температуры сетевой воды (τ1 > 60°) водоразбор ведется одновременно из обо-
их трубопроводов в таком соотношении, чтобы температура воды на ГВС составляла 60°С. В холодный период отопительного сезона при τ
≥ 60°С, разбор воды осуществляется только из об-
2.0
ратной магистрали.
Примеры
Открытая схема при связанном регулировании подачи теплоты на отопление и ГВС (поддер-
живается регулятором температуры)
Учитывая суточную неравномерность отбора на ГВС, расчет ведут на балансовую нагрузку:
= æ
, æ=1.1.
35
В I зоне отбор осуществляется только из обратной линии > 65.
Во II зоне отбор ведется из подающей и обратной линий. По мере понижения температуры от-
бор из подающей линии увеличивается, при достижении в подающей линии температуры 68 °С
отбор осуществляется только из подающей линии (III зона).
По обратной линии идет расход: отопительный минус отбор из подающей линии.
Исходные данные:
τ1 = 145 °С;
τ2 = 70 °С;
τ3 = 105 °С;
tн = –24 °С.
1. Определяем постоянные величины:
р
τ
= 145 70 = 75 °;
тс
р
τ
= 105 70 = 35 °;
от
р
τ
= 65 5 = 60 °;
пз
10570
р
τ
=
ср
б
ρ
= 0,2 1,1 = 0,22;
пз
пз
р
тс
μб=
18 = 69,5 °;
2
τ
б
= ρ
пз
τ
р
тс
= 0,22
р
пз
75
= 0,275.
60
2. Рассчитаем граничные значения параметров для всех 3 зон графика:
I зона (граница):
= 24 ;
..
= 1;
= 145 ;
= 70 .
II зона (граница):
= 65 ;
,
= +
65 = 18 + 69,5
0,5
,
17,5
;
;
= 0,86;
=
τ1= τ2+ τ
= 18 0,86 18 (24) = 18;
..
= 65 + 75 0,86 = 129,5 °C;
III зона (граница):
уточняем t точку излома — = = 65.
а = 1 — отбор только из подающей линии:
+ = 1;
= 1 0,275 = 0,725.
На отопление идет 0,725, а на ГВС — 0,275.
1. Определяем :
Б =
0,5τ
τ
р
0,535
от
=
р
тс
= 0,233;
75
= от+ Б;
Б
=
г в
=
1,06 =
=
от
р
τ
тс
4769,5
75
10,233
0,725
р
0,76
из
ср
из
0,76
из
из
= 1,06;
;
;
из= 0,27;
н= в в
τк= 18 + 69,5 0,27
р
= 18 0,27 (18 + 24)= 6,6 °C;
н.о.
0,76
0,5 35
0,27
= 18 + 25,6 6,5 = 37,1 °C.
0,725
2. Рассчитаем промежуточные точки:
0,86 > > 0,27
= 0,5;
36
Б = 0,233;
651869,50,5
=
(
от+ Б)μб+ от= 1;
(
0,16от+ 0,233)0,275 + от= 1;
750,5
0,76
= 0,16;
от= 0,9 — на отопление;
=
1
µ
10,9
от
=
б
0,275
= 0,36;
0,36 0,275 = 0,1 — отбор из подающей линии;
(
1 ) 0,275 = 0,176 — отбор из обратной линии;
= 18 + 69,5 0,5
= 49,3 + 75
,
,
,
0,5 35
= 90,9 ;
,
= 18 + 41 9,7 = 49,3 ;
,
= 0,65;
= 0,233;
,,
=
(
0,06 + 0,233) 0,275 + = 1;
,
,
= 0,06;
= 0,96;
=
,
=
,
= 0,15;
0,15 0,275 = 0,04 — отбор из подающей линии.
(
1 0,15) 0,275 = 0,23 — отбор из обратной линии.
Рис. 19. Расход воды.
1 — расход сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети;
2 — расход сетевой воды в обратном трубопроводе тепловой сети;
П
— расход воды на ГВС из подающего трубопровода;
ГВС
o
— расход воды на ГВС из обратного трубопровода
G
в