Теплофикация и тепловые сети. И тепловые

• Название: И тепловые
• Анкор: Теплофикация и тепловые сети
• Дата: 27.03.2022
• Размер: 2.4 Mb.
• Имя файла: Теплофикация и тепловые сети.docx
• Тип: Учебник; #420164
• страница: 22 из 101

Рис. 4.5. Безразмерная удельная тепловая нагруз­ка отопительных установок

а — Е_о = /(w); б — Q_o² = Qo )•; И = 2,2: w = 1,5;
£q 0,67

установки, °C; t_B — внутренняя температу­ра отапливаемых помещений, °C.

В частном случае при качественном ре­гулировании (W_o = 1) и Ф_о - 1,24, и = 2,2

-0,2

СО = 1,2400 .

По (4.12)

Точное значение внутренней температу­ры t_B при установившемся тепловом режи­ме здания при любых параметрах теплоно­сителя на абонентском вводе при зависи­мой схеме присоединения отопительных установок

о^о^/(?_оЭ+ 1

где q₀V— произведение удельной теплопо- тери здания на его наружный объем или, что то же самое, теплопотеря здания в еди­ницу времени на 1 °C разности внутренней и наружной температур.

Из совместного решения уравнений (4.28) и (4.29) выводится формула для рас­чета тепловой нагрузки отопительных уста­новок, присоединенных к тепловой сети по зависимой схеме, при установившемся теп­ловом режиме, т.е. при равенстве теплопо- терь здания в окружающую среду тепло- притоку в отапливаемые помещения от на­гревательных приборов,

^ео =


0,845 +


0,805 ’ — 0,2 Qo


Ер^о.-'н)

%>W) + 1


(4.30)


^p(^Tol - Q


0,845 +


0,805

-0,2

бо


Внутренняя температура отапливаемых помещений t_B представляет собой функ­


цию теплового режима здания, определяе­мого в первую очередь тепловой нагрузкой отопительной установки и тепловыми по­терями здания через наружные огражде­ния. Однако возможные в условиях нор­мальной эксплуатации отклонения t_B от расчетной температуры очень малы по сравнению с максимальной разностью температур V = т_о1 - t_B. Поэтому на практи­ке при определении Q_o по (4.28) можно принимать /_в равной t_{B р} (для жилых зданий '.._Р=18°С).


Как видно из (4.30), тепловая нагрузка отопительных установок возрастает при снижении Z_H и увеличении е₀, РК₀, q_QV.

Если выразить е₀ по зависимости (4.12) и (4.25) и заменить q₀ Vотношением 00 ((^?в.р - ^гн.о)> ^{т0 из} (4-30) выводится пред­ложенное автором уравнение характеристи­ки отопительных установок с учетом режи­ма работы смесительного узла присоедине­ния к тепловой сети


бо =


^То1 -'н


о 0,5 + и о

^гв.р н.о⁺ —о,2 ⁺ 1 + _и

Qo


Г ,(4.31)


W_n


где 0о = Q„/Q'_o и W_o = 1V_O/W'_O - от­носительные расходы теплоты и сетевой воды на отопление; 0_О и 1Т₀ — фактические


та

расходы теплоты и фактические эквивален­ты расхода сетевой воды на отопление; Q'_o и FT' — те же величины при расчетном ре­жиме, т.е. при расчетной наружной темпе­ратуре /_{н 0}. Напомним:

8т; = (1 + и)0';


0,5 + и

1 + и


где 0' — расчетный перепад температур те­плоносителя в нагревательных приборах отопительной установки.

Из совместного решения (4.31) и (4.6) выводится также предложенное автором уравнение характеристики отопительных установок, присоединенных к тепловой се­ти по независимой схеме, с учетом режима работы отопительного теплообменника и смесительного узла (рис. 4.6):


Q_o=-


^Тт1


Ч

t _Л+ в.р н.о _о,2 во


^о_1


0,5 1


1+и


W_n


,(4.32)


8т'


где т_т1 — температура сетевой воды на вхо­де в отопительный теплообменник °C; е_т — коэффициент эффективности отопительно­го теплообменника [см. (4.9) и (4.18)]; РК; —


Рис. 4.6. Схема независимого присоединения отопительной установки к тепловой сети I — отопительный теплообменник; 2 — циркуляцион­ный насос отопительной установки; 3 — отопительная установка; 4 — элеватор


5 Зак. 736


эквивалент расхода нагреваемой воды в отопительном теплообменнике при рас­четном режиме, т.е. при наружной темпера­туре f_{H 0}; 0^ — меньшее значение эквива­лента расхода теплообменивающихся пото­ков теплоносителя в отопительном теплооб­меннике.

Уравнения (4.31) и (4.32) универсальны. Они позволяют определять тепловую на­грузку отопительной установки при любых расходах и температурах сетевой воды на входе в установку. Задача решается мето­дом последовательных приближений, так как неизвестное значение Q_o входит в пра­вую и левую части уравнений.

С помощью (4.31) выводится формула для определения температуры сетевой воды перед отопительной установкой при зависи­мой схеме присоединения к тепловой сети


х_о1 = 'н + ео(/_в._р-'_н._о +


0,5 + и Ч Ч

⁺ 1+u W ⁺ ^S>,2

Qo '

Если в (4.33) принять


(4.33)


Qo-Qo =е_о^Р/е;=(ч-^/н)^/(/_в.р-/_н._о),

то получим формулу для определения рас­четной температуры сетевой воды перед отопительной установкой при зависимой схеме присоединения. Эта температура удовлетворяет условию равенства тепло- притока от нагревательных приборов теп- лопотерям зданий при любом режиме регу­лирования отопительной нагрузки:


^то1 ^{= /}в.р⁺


0,5 + и
1+и

Ч '

-р 0,2

(Со)


.(4.33а)


Температура сетевой воды на выходе из отопительной установки при любом режи­ме работы


129

в.р+ Qo
		К
0,5 1 А

= /


-р 0,2

(2о)


1+ и


(4.35)


Температура сетевой воды на выходе из отопительного теплообменника


Пример 4.1. Расчетные данные отопитель­ной установки жилого дома; Q'_o - 1,74 МДж/с = = 1,5 Гкал/ч;Д/' =64,5 °C; бт^ = 80°C; /_{н О} = -35 °C. Коэффициент смешения и = 2,2. Расчетная внутренняя температура /_вр = 18 °C. Отопи­тельная установка присоединена к тепловой се­ти по зависимой схеме. Определить тепловую нагрузку этой отопительной установки и темпе­ратуру воздуха в отапливаемых помещениях /_в при 1К₀ = 13 800 Дж/(с • К) = 12 000 ккал/(ч • °C), т_0] = 80 °C и /_н = -2 °C.

Решение. Находим эквивалент расхода се­тевой воды при расчетном режиме, т.е. при /_н о ⁼ “35 °C,

1Р'_О = ^7 = = 21 800 Дж/(с • К).

Задаемся предварительно значением относи­тельной отопительной нагрузки Q_o = 0,35. По

— 0,2

рис. 4.5, б находим Q_o = 0,8.

Относительная тепловая нагрузка установки при заданном режиме по (4.31)

q ₌ 80 + 2 =0 33

,, 64,5 2,7 80-21 800

18 + 35 + + г²- —,; ■—


¹т2


= т_,-^5т' = г+£_о^р


т!


и;


0,5 1 l+ujy

Ч

-р 0,2 (2о)


, (4.36)


где 5т'_т— перепад температур греющей сре­ды в отопительном теплообменнике при расчетной отопительной нагрузке, т.е. при расчетной наружной температуре /_н0; W_T = W_T/W'_T; (Т_т — эквивалент расхода

греющей среды в отопительном теплооб­меннике при данном режиме; W\ — то же при расчетной отопительной нагрузке.

Внутренняя температура отапливаемых помещений при установившемся режиме

= ⁺ (4.37)


Это значение Q_o близко к предварительно при­нятому, поэтому его не уточняем.

Искомая тепловая нагрузка отопительной ус­тановки Q_o = 0,33 • 1 740 000 = 580 000 Дж/с = = 500 000 ккал/ч.

Определяем по (2.5)

q₀P= 1 740 000/(18 + 35) = 32 800 Дж/(с • К).

Находим по (4.37) внутреннюю температуру отапливаемых зданий


t,


'н ⁺


580 000 ⁺ 32 800


= 15,6 °C.


Пример 4.2. Определить тепловую нагруз­ку отопительной установки и температуру внутреннего воздуха в том же здании при его присоединении к тепловой сети по независи­мой схеме, при эквиваленте расхода греюшей сетевой воды через отопительный теплооб­менник 1К_Т = 13 800 Дж/(с • К), температуре сетевой воды на входе в теплообменник

т_т] = 80 °C f_H = -2 °C. Эквивалент расхода на­греваемой воды через отопительный теплооб­менник W_o = 21 800 Дж/(с • К). Параметр отопи­тельного теплообменника Ф_т = 6.

Решение. Находим коэффициент эффектив­ности отопительного теплообменника по (4.18)

13 800 1 13 800

^0,35 2Г800 ⁺ °’^{63 +} 6у21800

Принимаем предварительно Q_o = 0,35;

Qo = 0,8. Определим Q₀ по (4.32): ^{22 23}

нительного группового, местного и (или) индивидуального регулирования.

4. 
   ЦЕНТРАЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ
   

ОДНОРОДНОЙ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ

В нашей и во многих других странах отопление в большинстве районов — ос­новной вид тепловой нагрузки, а в некото­рых случаях — единственная тепловая на­грузка. Доля других видов тепловой нагруз­ки, например горячего водоснабжения и вентиляции, в период отопительного сезона обычно существенно ниже отопительной нагрузки. Поэтому в основу центрального регулирования часто закладывается закон изменения отопительной нагрузки от тем­пературы наружного воздуха.

В районах с преобладающей отопи­тельной нагрузкой центральное регулиро­вание отпуска теплоты целесообразно осу­ществлять по эквивалентной наружной тем­пературе.

Под эквивалентной наружной темпера­турой /_|1Э понимается наружная температу­ра, при которой теплопотери зданий от теп­лопередачи через наружные ограждения равны фактическим теплопотерям этих зда­ний с учетом инфильтрации холодного воз­духа и солнечной радиации.

Данной наружной температуре /_н в зависимо­сти от интенсивности инфильтрации и солнеч­ной радиации соответствуют различные эквива­лентные наружные температуры /_{н э}.

Эквивалентная наружная температура Э ^_ 'н " ^ИН + Д^С.р’

где Д/_ин — перепад температур, учитывающий эффект инфильтрации, °C,

Д'ин И('в.р 'н)>

ц — коэффициент инфильтрации [см. (2.19)]; Д/_с р — перепад температур, учитывающий эф­фект солнечной радиации, °C,

р ^{— а}^с p/ot||,

а — коэффициент поглощения солнечных лучей наружной поверхностью ограждающих конст-

131

рукций, равный отношению поглощенной лучистой энергии к падающей энергии; <у_{с р} — удельная интенсивность солнечной радиации на

2 2

данную поверхность, Вт/м или ккал/(м • ч); а_н — коэффициент теплоотдачи от наружного воздуха к поверхности наружных ограждений, Вт/(м² • К) или ккал/(м² • ч • °C).

Для серых тел, какими обычно являются сте­ны зданий и окисленное железо, а “ 0,7 — 0,9; для оцинкованного железа а = 0,6 — 0,8; для красной и коричневой черепицы а = 0,65 — 0,75,

Примерные максимальные значения 4_Ср ⁸ районах Закавказья составляют: верхние перекрытия .... 1000 Вт/м² [860 ккал/

/(м² • ч)];

вертикальные ограждения, ориентированные на 2

юг, восток и запад 600 Вт/м

[520 ккал/(м² • ч)];

вертикальные ограждения, ориентированные 2 2

на север 150Вт/.м [130ккал/(м 'ч)].

При расчете /_нэ для центрального регулиро­вания учитывается только рассеянная солнечная

2 2

радиация q_z = 150 Вт/м [130ккал/(м • ч)].

Центральное регулирование отопи­тельной нагрузки. Задача регулирования состоит в поддержании расчетной внутрен­ней температуры t_{R р} в отапливаемых поме­щениях. Рассмотрим три теоретически воз­можных метода центрального регулиро­вания отопительной нагрузки: качествен­ный, количественный и качественно-коли­чественный.

Качественное регулирование. Расчет качественного регулирования заключается в определении температуры воды в тепловой сети в зависимости от тепловой нагрузки при постоянном эквиваленте расхода тепло­носителя в тепловой сети, т.е. при W_o = 1.

При зависимой схеме присоединения отопительных установок к тепловой сети (см. рис. 3.5, а—в и 3.9, а—в) уравнения температурных графиков являются частны­ми случаями уравнений (4.33а) и (4.34а) при FF₀ = 1.

Температура сетевой воды перед отопи­тельной установкой

hu = 'в.р⁺ Д/'_о(ёо)°'⁸+[5т' -^]ёо.(4.38)

Температура воды после отопительной установки

^то2 = ^То1 - ^5тоё° = 'в.р ⁺

— р 0,8 — р

+ Дг'_о(бо) -убо- (4.39)

Температура воды после смесительного устройства (элеватора)

^тоЗ = ^то2 ^{+ 6}'2о. (4.40а)

или

— р 0,8 0' —р

^тоЗ = 'в.р ⁺ Д'о(2о) (4-406)

где Д/' = (т;₃ + т'₂)/2 - /_{в р} — температур­ный напор отопительного прибора при рас­четном режиме, °C.

При отсутствии смешения на абонент­ском вводе 8т'_о = 0' и уравнения (4.38) и (4.40) совпадают.

Для обратной линии в этом случае спра­ведливо уравнение (4.39). Как видно из (4.38) и (4.39), температурные отопитель­ные графики являются однозначной функ-

— р

цией Q_o . Эти графики для 1_{В р} = 18 °C при­ведены на рис. 4.7.

В табл. 4.1 даны значения т_о1 = /(£?о) ит_о2 = дёо).

При принудительной циркуляции возду­ха вдоль поверхности нагрева отопительных приборов (например, в отопительных агре­гатах воздушного отопления) коэффициент теплопередачи остается практически посто­янным независимо от температуры воды