Гидравлическая увязка сетей горячего водоснабжения в режиме циркуляции.

1) Выбор главной магистрали: 1-2-3- главная магистраль; 2) Вычисляются гидравлические потери на главной магистрали: ∆р=i_pℓ(1+к_ℓ)к_ехр, где i_p – удельные потери давления, (Па/м), ℓ -длина участка, (м); к_ℓ – коэффициент, учитывающий местные потери; к_ехр –коэффициент учитывающий увеличение потерь давления в процессе эксплуатации. 3) В результате гидравлического расчета определяются потери главной магистрали; 4) Увязка. Потери в параллельных кольцах одинаковы. Потери ∆р_2-3-3'-2' =∆р_2-4-4'-2' ±10%; Потери основной магистрали: ∆р_2-3-3'-2'=∆р_2-3+∆р_{сек.узла1}+∆р_3'-2'; ∆р_2-4-4'-2'=∆р_2-4+∆р_{сек.узла2}+∆р_4'-2'. Поскольку подающий и циркуляционный трубопровод имеют разные диаметры, то гидравлические потери ∆р на подающих и циркуляционных участках будут разные.

6. Гидравлическая увязка тепловых сетей.

1) Выбор главной магистрали: 1-2-3- главная магистраль; 2) Вычисляются гидравлические потери на главной магистрали: ∆р=i_pℓ(1+α), где i_p – удельные потери давления, (Па/м), ℓ -длина участка, (м); α – коэффициент, учитывающий местные сопротивления. 3) В результате гидравлического расчета определяются потери главной магистрали; 4) Увязка. Потери в параллельных кольцах одинаковы. Потери ∆р_2-3-3'-2' =∆р_2-4-4'-2' ±10%; Потери основной магистрали: ∆р_2-3-3'-2'=∆р_2-3+∆р_ИТП1+∆р_3'-2'; ∆р_2-4-4'-2'=∆р_2-4+∆р_ИТП2+∆р_4'-2'. При увязке тепловых сетей потери на участках подающей и обратной магистрали одинаковы ∆р₂=∆р.

7. Пьезометрический график тепловых сетей.

При проектировании разветвленных тепловых сетей для выявления распола­гаемых и максимальных давлений на любом участке магистрали по данным гидравлического расчета строят графики давлений — пьезо­метрические графики. Для построения графика давлений используют, единицу гидродинамическо­го потенциала — пьезометрический на­пор. Напор — это давление столба жид­кости, выраженное в линейных едини­цах — метрах. Пьезометрический напор, м, и избы­точное давление, Па, связаны зависи­мостью: P = ρ*g*H, где Н — высота столба жидкости, м; р — избыточное давление, Па;ρ— плотность, кг/м³. Напор в данной точке на оси трубо­провода называется пьезометрическим напором или пьезометрической высотой. Построение графика начинают с вычерчивания по оси абсцисс профиля (рельефа) местно­сти, где проходит трасса тепловой сети. Под профилем в том же масштабе вычер­чивают развернутую схему трассы до наиболее удаленного абонента с указа­нием всех ответвлений и геодезических высот присоединяемых зданий. За нача­ло отсчета (горизонтальную плоскость) напоров принимают уровень установки сетевых насосов. Задаваясь необходимым давлением во всасывающем патрубке, определяют на ординате пьезометриче­скую высоту — точку. От этого уровня последовательно откладывают полные потери давления на всех участках, на­чиная с обратной магистрали, у абонен­та, главной магистрали и в источнике теплоснабжения. Линии, образованные при соединении давлений (пьезометри­ческих высот) всех участков подающей и обратной магистралей, характеризуют динамическое состояние системы. Такой график выполняют не только в динамическом (при работающих сете­вых насосах), но и в статическом (при неработающих сетевых насосах) состоя­ниях системы. Благодаря наглядности пьезометрического графика можно легко определить располагаемые напоры и пол­ные давления в любой точке на трассе тепловой сети. Эти данные принимают за основу при выборе схем присоедине­ния тепловых потребителей, расчете се­тевых и подпиточных насосов, а также при необходимости выбора насосных подстанций и подкачивающих насосов, устанавливаемых на трассе тепловой сети. По пьезометрическому графику легко контролировать соблюдение основных требований, обеспечивающих надежную работу тепловых сетей и местных систем. Так, например, при динамическом сос­тоянии не допускается вскипания воды в подающей магистрали, а при стати­ческом (в холодном состоянии) давление в тепловой сети не должно превышать допустимого предела для местных сис­тем, присоединенных по зависимой схе­ме. Так, для систем отопления, в кото­рых нагревательными приборами являются чугунные радиаторы, это давле­ние ограничивается 0,6 МПа. Пьезометрическая высота статичес­кого давления из условия невскипания воды в системе с температурой более 100 °С при остановке сетевых насосов повышается и зависит от температуры (избыточного давления) теплоносителя. Она определяется высотой столба жидко­сти, соответствующего избыточному дав­лению сухого насыщенного пара при максимально возможной температуре воды в источнике теплоснабжения. Эту температуру принимают равной темпе­ратуре насыщения. Статическое давле­ние поддерживается подпиточными на­сосами. При построении графика необходимо учитывать следующие условия. 1. Обеспечение избыточного давле­ния (не менее 0,05 МПа) как во всасы­вающих патрубках насосов (сетевых, подпиточных, смесительных), так и во всех элементах системы теплоснабжения во избежание нарушения работы насо­сов (кавитации) и подсоса воздуха в сис­тему. В противном случае прекратится циркуляция воды в системе и возник­нет опасность коррозии трубопроводов из-за наличия кислорода, попавшего в систему с воздухом. 2. Создание необходимого перепада давлений на вводе в подающей и обрат­ной магистралях тепловой сети для обес­печения нормальной работы местных систем. 3. Обеспечение давления в обратной магистрали открытых систем теплоснаб­жения с учетом потерь в системе горя­чего водоснабжения. В летний период давление в подающей и обратной магист­ралях принимают больше статического в системах горячего водоснабжения. (А — источник; Б — конечный потребитель на главной магистрали; В — место ответвления; С — потребитель на ответвлении: H₁—Н₆ — высоты зданий потребите­лей 1—6; A₀A₁=H_k — потери напора в источнике теп­лоты; А₁Б₁, и А₂Б₂ — пьезометрические линии подаю­щей и обратной магистралей; B₁C₁ и В₂С₂ — пьезо­метрические линии ответвлении; Н_п.о. и Н_о.о — поте­ри напора в подающей и обратной магистралях от­ветвления; Н_аб — потери напора у абонента; Н_п.м и Н_о.м — потери напора в подающей и обратной ма­гистралях; Н_в — пьезометрическая высота обратной магистрали в источнике теплоты; Н_т.с — потери на­пора в сети; Н_ст(0—0) — статический уровень си­стемы; Н_р —полный расчетный напор, создаваемый сетевыми и подпиточными насосами).

9. Испытание тепловых сетей.

1) Испытание на плотность (на герметичность) проводится: после окончания строительства, перед вводом в эксплуатацию; ежегодно после окончания отопительного периода, для выявления дефектов; после капитальных ремонтов, перед включением в эксплуатацию. Для испытания используют манометры класса точности не ниже 1,5. Испытательное давление ровняется 1,25Р_раб, но не менее: для магистральных сетей 1,6 МПа; подземных трубопроводов после ЦТП 1,2 МПа; для оборудования тепловых пунктов 1 МПа; для систем отопления с чугунными приборами не более 0,75 МПа; для панельных и конвективных систем 1 МПа; для калориферов 0,75 МПа; для систем ГВС 0,75 МПа. Испытание участков считают выдержанными: в сворных швах труб, во фланцевых соединениях не обнаружены признаки разрыва, течей или потения; для тепловых пунктов и внутренних систем не произошло падения давления. Испытательное давление выдерживается в течение 10 минут и далее снижается до рабочего Р=0,6 МПа и сварные швы простукиваются маленьким молотком массой не более 0,5 кг с длиной ручки не более 400 мм. Заполнение перед испытанием ведется при температуре воды от 40-70, ^оС. 2)Тепловые испытания проводятся 1 раз в 3 года с целью нормирования тепловых потерь, через изоляцию трубопроводов при обработке результатов испытания сопоставляют измеренные тепловые потери с нормативными. 3) Водяные тепловые сети испытывают на расчетную температуру теплоносителя. Испытания заключаются в проверке теплосети на прочность в условиях температурных деформаций, вызванные подъемом температуры теплоносителя до расчетных значения, а так же в проверке в этих условиях компенсирующей способности теплосети. Проводится 1 раз в 3 года при этом отключается местные системы детских и лечебных сооружений, систем ГВС, все системы подключенные через элеваторы и калориферные установки.

10. Способы присоединения системы отопления к тепловой сети.

1) Зависимая схема водяного отопления к наружным тепловым сетям без смешения: Т₁=t_г, где Т₁- температура в тепловых сетях; t_г – температура в здании. (+дешевая (меньше всего оборудования:2 трубы, грязевик 2 шт., гребенка; -невозможность выполнить местное качественное, количественное регулирование в зависимости от t_нар); 2) Зависимая схема со смешением с помощью водоструйного элеватора. Используется когда надо понизить температурный график тепловых сетей на температурный график системы отопления (Т₁>t_г). (+минимум оборудования, простота, нет электричества; - КПД=10%, необходимо создать давление в ТС 150 кПа до элеватора, невозможность выполнить местное качественное, количественное регулирование в зависимости от t_нар обычным соплом, качественное регулирование осуществляется только с регулирующем соплом, постоянство расхода); 3) Зависимая схема со смешением с помощью насоса на перемычке. Используется для понижения температурного графика с санитарными нормами. (+осуществление качественного, количественного регулирования в зависимости от t_нар, энерго затраты меньше чем предыдущие схемы; - начальные затраты больше: установка насоса, автоматики, электричество); 4) Зависимая схема со смешением с помощью насоса на обратной магистрали. Насос создает разряжение в обратном трубопроводе и не допускает максимальное допустимое давление, чтобы не разорвать приборы (-надо автоматику); 5) Зависимая схема со смешением с помощью насоса на подающей магистрали. Насос используется, чтобы поднять теплоноситель в высшую точку, осуществляет циркуляцию теплоносителя в системе отопления. 6) Независимая схема. Используется, когда необходимо создать внутренний теплогидравлический режим здания (музей). 1)теплообменник; 2) циркуляционный насос; 3) подпиточный насос; 4)расширительный бак. (+местное качественное, количественное регулирование в зависимости от t_нар, эксплутационные затраты меньше, - дорогая система: теплообменник, насосы, расширит. бак, автоматика, электрич.).

1) 2) 3) 4) 5) 6)

11. Привести сравнительную характеристику схем присоединения подогревателей горячего водоснабжения. По какому критерию принимается та или иная схема.

Подогреватели горячего водоснабжения могут присоединяться к тепловой сети по нескольким схемам. 1) Параллельная схема, она имеет наименьшую поверхность нагрева и наибольший расход сете­вой воды. 2) Смешанная двухступенчатая схема имеет большую поверхность наг­рева, но расход сетевой воды меньше, чем в параллельной схеме, из-за наличия подогревателя, использующего тепло обратной воды из системы отопления. 3) Последовательная двухступенчатая схема позволяет уменьшить расход сетевой воды по сравнению с расходом при смешанной системе. В случае поддержания в тепловой сети повышенного графика темпера­тур расход сетевой воды минимальный, равный расходу воды на отоп­ление и вентиляцию. Недостатки последовательной двухступенчатой схемы - зависимость расхода тепла, поступающего в системы отопления, от переменной нагрузки горячего водоснабжения и невозможность регулирования отпуска тепла в теплый период года. 4) Предвключенная схема – одноступенчатая, это схема отличается от последовательной только тем, что для подогрева воды на нужды горячего водоснабжения используется один предвключенный теплообменник. Применяется при меньших, чем у последовательная схема, нагрузках на горячее водоснабжение - Q_{h max}/ Q_{o max}<0,2. При смешанной схеме с ограничением расхода сетевой воды и повышенным графиком температур расход сетевой воды минимальный, равный расходу на отопление и вентиляцию. Так же, как и при пос­ледовательной схеме, расход тепла, поступающий в систему отопле­ния в разное время суток, неодинаков и зависит от нагрузки горя­чего водоснабжения. Однако эта схема позволяет осуществить в ЦТП регулирование отпуска тепла на отопление в теплый период отопи­тельного сезона. Выбор схемы присоединения осуществляется в зависимости от соотношения расходов тепла на горячее водоснабжение и отопление. Если эта величина меньше 0,3, то принимаются схемы со свя­занной подачей тепла на отопление и горячее водоснабжение; если больше, то - смешанная схема с раздельной подачей тепла.

1 2 3 4

12. Что такое качественное и количественное регулирование отпуска тепла на отопление? Сопоставить два метода регулирования и наметить области их применения.

При качественном регулировании отпуска тепла на отопление расход воды в тепловой сети в течение отопительного периода остается неизменным, а температура в тепловой сети изменяется в соответствии с графиком температур. При количественном регулировании температура воды в подавшем трубопроводе остается постоянной, изменяется расход теплоносителя, подаваемый в системы отопления здания, количественное регулирование невозможно без автоматизации абонентских вводов, так как уменьшение расхода воды должно осуществляться с помощью автоматических регуляторов на вводах в системы отопления. Центральное количественное регулирование при неавтоматизированных вводах приводит к не­пропорциональной регулировке (т.е. к непропорциональному изменению расхода воды у абонентов). При качественном регулировании не требуется сплошная автоматизация вводов, следует однажды произвести гидравлическую наладку теп­ловой сети, распределив расходы воды между абонентами в соответст­вии с их тепловой нагрузкой. Однако расход электроэнергии при постоянном расходе воды несколько больше, чем при переменном. Кроме того, при теплоснабжении от ТЭЦ для уменьшения расхода топлива на производство электроэнергии целесообразно снижать температуру воды в подающем трубопроводе, т.е. осуществлять качественное регулирование. Таким образом, качественное регулирование целесообразно осуществлять при снабжении теплом от ТЭЦ и отсутствии автоматических регуляторов на вводах, позволяющих изменить расход воды, поступающей в системы отопления. Количественное регулирование может быть рекомендовано при снабжении теплом от районных котельных и при возможности, установки peгуляторов, изменяющих расход воды в зависимости от температуры наружного воздуха. При этом в системах отопления зданий целесообразно сохранить качественное регулирование во избежание разрегулировки системы отопления. Это возможно осуществить при установке на вводе систему отопления элеватора с регулируемым сечением сопла, смесительного насоса или теплообменника. При простом элеваторе с постоянным сече­нием сопла изменить коэффициент подмешивания невозможно.