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: 28 из 101

2,2QpP



Рис. 4.21. Примерный суточный график горячего водосиабжеиия жилого дома

^УТ = = ^л1^о1 +

1

+ n₂Q_o2+ ... + n_nQ_on, (4.71)

где Mj, n₂,.... n_n — длительность в течение су­ток отдельных режимов горячего водоснаб­жения, ч/сут или с/сут; 0_о1, 0_о2, ..., Q_on — расход теплоты на отопление в единицу вре­мени при данном режиме горячего водоснаб­жения.

Результат расчета по (4.71) зависит

от нагрузки и длительности отдельных ре­жимов горячего водоснабжения. Последо­вательность протекания отдельных режи­мов не отражается на результатах расчета, поэтому суточный график горячего водо­снабжения типового здания может быть за­дан в виде простого ступенчатого графика.

На рис. 4.21 в качестве примера приве­ден расчетный суточный график горячего водоснабжения, принятый для центрально­го регулирования систем теплоснабжения жилых районов Москвы.

При двухступенчатой последовательной схеме горячего водоснабжения и зависимой схеме присоединения отопительной уста­новки (см. рис. 4.17) относительный расход теплоты на отопление при любой нагрузке

153

горячего водоснабжения определяется по формуле


во =





If"

М О <» /


, (4.73)


р ^11 о


0,5 + л⁸< , К ⁴‘ -0,2

во >


Wr


Л7


^н W.


, (4.72)


О fV₀


где Q_o = Q_q/Q'_q- (f₀ = W₀/W_Q- Q_T


нагрузка горячего водоснабжения; If” —

меньшее значение эквивалента расхода во­ды, проходящей через нижнюю ступень по­догревателя горячего водоснабжения;е_н— коэффициент эффективности нижней сту­пени подогревателя горячего водоснабже­ния, см. формулу (4.18); т, — температура воды в подающей линии тепловой сети; f_H— температура наружного воздуха; /_х — температуры холодной водопроводной во­ды; остальные обозначения — см. (4.31).

В частном случае, при отсутствии на­грузки горячего водоснабжения, т.е. при Q_r = 0 и If” =0, уравнение (4.72) полно­стью совпадает с (4.31), поскольку в этом случае т, = т_о].

При двухступенчатой последовательной схеме присоединения системы горячего во­доснабжения и независимой схеме присое­динения отопительной установки (см. рис. 4.20) относительный расход теплоты на отопление при любой нагрузке горячего во­доснабжения определяют по формуле


где IV — эквивалент расхода сетевой воды, проходящей через отопительный теплооб­менник; Ч — меньшее значение эквива­лента расхода воды, проходящей через ото­пительный теплообменник; е_т — коэффи­циент эффективности отопительного тепло­обменника. Остальные обозначения — см. (4.72) и (4.43).

В частном случае, при отсутствии нагруз­ки горячего водоснабжения Q_r = 0 и IV¹^ = 0,

уравнение (4.73) полностью совпадает с (4.32), поскольку в этом случае т, = т_т,.

В формулах (4.72) и (4.73) в Q_r входит как теплота, отданная непосредственно на нагрев воды для горячего водоснабжения, так и теплопотери разводящих в циркуля­ционных трубопроводов горячего водо­снабжения.


во =


^Т1-'н


fv_M

^£hV⁽'k


'н>


; ч

^Гв.р^-,но⁺_о2' во


0,5


W_n


По значениям Q_a, найденным по (4.72) и (4.73), легко расшифровать параметры те­плоносителя в любой точке схемы присое­динения групповой или местной тепловой подстанции к тепловой сети.

Температура воды на входе в отопитель­ную установку т₀, определяется по (4.31); температура воды на выходе из отопитель­ной установки т_о2 — по (4.34); внутренняя температура отапливаемых помещений ?_в — по (4.37). Температура сетевой (пер­вичной) воды перед отопительным тепло­обменником (см. рис. 4.20)

= ^o2 ⁺ 2o/(e_T<)- (4.74)

Температура сетевой (первичной) воды после отопительного теплообменника (см. рис. 4.20)

^2 ⁼ ^-Qo^f^ (4-75)



Таблица 4.3. Температура воды в тепловой сети при центральном качественном регулировании но совмещенной нагрузке отоплении и горячего водоснабжения н зависимой схеме присоединения отопщелы1ых установок к тепловой седн

2о	ср р,	‘ =0	ер н Рг	= 0,15	ср н Рг	= 0,3	ер н Рг	= 0,45
	И = то1		и	т2	и	т2	т	т2
1,0	150	70	151,2	56,8	151.8	43,0	153,2	30
0,8	126	62	128,8	50,4	131,2	38,4	134,2	27,0
0,6	101,5	53,5	106	43.6	110,3	33,5	114,9	23.7
0,4	76	44	82,4	36,0	88,6	27,8	95,3	20,1
0,354	70	41,7	76,9	34,2	83,6	25,5	90,7	19,2

Температура водопроводной воды после нижней ступени подогревателя горячего во­доснабжения

'п = 'х + £г/^, (4.76)

где fV_B — эквивалент расхода водопровод­ной воды.

Температура сетевой воды после ниж­ней ступени подогревателя горячего водо­снабжения

Ъ = ^т,2-2г^/ил,- (4.77)

Тепловая производительность нижней ступени подогревателя горячего водоснаб­жения

её = е_н<(ь₂-'х)- (4’⁷⁸)

Тепловая производительность верхней ступени подогревателя горячего водоснаб­жения

её = ^,(^Ti-Li)- (4.79)

При зависимой схеме присоединения отопительных установок (см. рис. 4.17) \l = foi,T,2 = T_O2, W = fV₀.

При независимой схеме присоединения отопительных установок (см. рис. 4.20) Э^=Тт1»^г,2 ^{= Т}т2’ = W.

В (4.72)—(4.79) все значения IV и q₀V должны быть выражены в одних и тех же единицах. Если расчеты проведены пра­вильно, то при любом режиме работы долж­ны соблюдаться условия

При проверке графика центрального ре­гулирования по суточному балансу расхо­да теплоты на отопление значения е₀, е_г, е_н, W, fV₀ должны приниматься для типово­го абонента с отношением нагрузок рем ₌ (^рн/^д.

Проверка суточного баланса расхода те­плоты на отопление здания проводится по формуле

п = 24 п = 24

X nQ₀ = q₀V Y ('вр-',,)- (4.81) п = 1 п = 1

где п — длительность работы отопления с тепловой нагрузкой Q_o.

В табл. 4.3 приведены значения Тр ,,

Р срн.

^т2 ⁼ 7(0о»Р_г ) при рассматриваемом

методе регулирования и зависимой схеме присоединения (см. рис. 4.17). При расчете таблицы принято т'_о1 = 150 °C; т'_о2= 70 °C; Дг'" = 8 °C; х_б = 1,2; t_r = 60 °C; t_x = 5 °C. (В составлении таблицы участвовали М.С. Закатова и И.В. Дмитриев.)

155

Таблица 4.4. Температура воды в тепловой сети при центральном регулировании по совмешеииой нагрузке отопления и горячего водоснабжения II независимой схеме присоединения отопительных установок к тепловой сети

00	ср Рг	= 0	ср н Рг	= 0,15	ср н Рг	= 0,3	ср н Рг	= 0,45
	Л =Л|	Л = Л:	л	т2	л	т2	л	т2
1,0	150	75	150	61.5	150	45	150	34
0,8	126,7	66,7	128,3	54,7	129,5	42,5	130,9	30,4
0,6	102,1	57,1	105,4	46,9	108,7	36,7	112	26,5
0,4	76,4	46,4	81,8	38,3	87,2	30,2	92,6	22,1
0,35	70	43,8	75,9	36,2	81,8	28,6	87,3	21,0
1,0	180	75	180,3	56,4	180,6	37,8	180,9	19,2
0,8	148,3	64,3	151,5	48,6	154,7	32,9	157,9	17,2
0,6	118,3	55,3	124.9	42,0	120,5	28,7	135,1	15,4
0,4	87,2	45,2	95,5	34,6	103,8	24	112,1	13,4
0,295	70	39	79,9	30	89,8	21	99,7	12

В табл. 4.4 приведены значения т,,

^т2 ⁼ Л&о, Рр^РН) ^ПР^И рассматриваемом

методе регулирования и независимой схеме присоединения (см. рис. 4.20). При расчете значений таблицы принято т'_о1 = 130 °C; г'_о2 = 70 °C; <_т2=75 °C; Д/'" = 8 °C; х_б = 1,2; (_г = 60 °C; /_х = 5 °C.

Для поддержания расчетной внутренней гемпературы t_{B р} в отапливаемых зданиях при двухступенчатой последовательной схеме присоединения установок горячего водоснабжения (см. рис. 4.17 и 4.20) необхо­димо проводить дополнительное местное регулирование расхода воды W_o у абонен­тов, у которых показатель структуры тепло­вой нагрузки рС^рн = (£?'^Р'^Н/0'_О) отлича­ется от р^с_г^Р_т^н, принятой для расчета цен­трального регулирования. Дополнительное местное регулирование производится регу­лятором отопления по импульсу внутренней температуры г_в отапливаемых помещений или моделирующего устройства или же по заданной программе изменения расхода W_o, рассчитанной на основе (4.72) и (4.73), в за- 156

висимости от наружной температуры f_H. Ха­рактер необходимого изменения расхода сетевой воды показан на рис. 4.22. При по­нижении наружной температуры от /_{н и} до

₀ расход сетевой воды fV или W_o должен снижаться у абонентов с р > р_т и должен по­вышаться у абонентов с р < р_т. Только у або­нентов с р = р_т расход сетевой воды IV или

в этом диапазоне остается постоянным.

При мер 4.5. Расчетный расход теплоты на отопление типового здания Q'_o = 1 МДж/с = = 0,86 Гкал/ч при /_{н 0} = -20 °C. Средненедель-



Рис. 4.22. График изменения расхода сетевой воды у абонентов с разной структурой тепловой

нагрузки

ная нагрузка горячего водоснабжения (?°^р,н = » 0,25 МДж/с = 0,215 Гкал/ч; х₆ » 1,2. Расчет­ные параметры тепловой сети и отопительной установки: т'_о1 » 150 °C; x'_oi = 70 °C; т₃ = 95 °C; /_{в р} = 18 °C; Д/'_о = 64,5 °C; и = 2,2; 8/'₀« 80 °C; )F₀ = 10^б/(150 - 70) = 12 500 Дж/(с • К).

Отопительная установка присоединена к те­пловой сети по зависимой схеме, установка горя­чего водоснабжения — по двухступенчатой по­следовательной схеме (см. рис. 4.17).

Основные данные для расчета нижней ступе­ни подогревателя горячего водоснабжения: (_г = 60 °C; г_х = 5 °C; т"$ - 42 °C; f"' - 36 °C: W, ₆ - 250 000 • 1,2 / (60 - 5) = 5450 Дж/(с • К);

= 5450(36 - 5) = 169 тыс. Дж/(с • К).

Определить при Q_r = 0,5 МДж/с, Т] = 85 °C и (_н = -5 °C следующие параметры: а) тепловую нагрузку отопительной установки; б) тепловые нагрузки подогревателей нижней и верхней сту­пеней; в) температуру воды в характерных точ­ках установки.

Решение. По (4.21) и (4.16) вычисляем пара­метр подогревателя горячего водоснабжения нижней ступени


Далее определяем Q_o по (4.72) (предвари-


— —0,2 тельно принимаем Q_o = 0,3; Q_o = 0,78):

Q_o =


₈₅₊₅^0,72^(5 ₊ 5)


12 500


'12 500<sup>v


,!i20 +</sup> H⁸⁰*5>


9 100
’ 12 500"






• 0,34.


Полученное значение Q_o = 0,34 близко к предварительно принятому Q_o = 0,3, поэтому


значение Q_o не уточняем и принимаем Q_o = = 340 кДж/c.

Г1о (4.33) находим т_о) = 59 °C.

Тепловая нагрузка верхней ступени подогре­

вателя горячего водоснабжения Q*, рассчитан­ная по (4.79), равна 325 кДж/с.

Температура сетевой воды после отопительной установки определяется по (4.34): т_о2 = 31,8 °C.

Тепловая нагрузка нижней ступени подогре­вателя горячего водоснабжения


■ 37 -16900/12 500 37- 16 900/5 450

1/5 450- 1/12 500


13 400 Дж/(с-К);


<6 ₌ —ШОР . „

712 500-5 450


1,7.


По (4.18) определяем коэффициент эффек­тивности подогревателя нижней ступени при Q_T = 0.5 МДж/с.

При рассматриваемом режиме

И; = 500 000/(60 - 5) = 9100 Дж/(с • К) = W_M;
W_o = 12 500 Дж/(с • К) = W₆;

И^/Ид = 9100/12 500 = 0,73;

1.

0,35 • 0,73 + 0,1


= 0,72< 1.


2г = Q_t Q* “ ^{500 325} = ¹⁷⁵ *№■

Температура сетевой воды на выходе из ниж­ней ступени подогревателя горячего водоснаб­жения по (4.77) т₂ = 17,8 °C.

Температура водопроводной воды на выходе из нижней ступени подогревателя горячего водо­снабжения по (4.76) (_п = 24 °C.


Центральное регулирование откры­тых систем теплоснабжения. Центральное регулирование открытых систем тепло­снабжения по совмещенной нагрузке ото­пления и горячего водоснабжения произво­дится обычно качественным или качествен­но-количественным методом при свобод­ном располагаемом или постоянном напоре на коллекторах ТЭЦ.

Качественное регулирование. В зави­симости от применяемых на ГТП или МТП типов регуляторов при центральном качест­венном регулировании по совмещенной на­грузке узлы присоединения абонентских


157



з из маневренных параметров системы тепло- ' снабжения. Такое решение повышает ма­невренную способность тепловой сети и по­зволяет обеспечить относительно качест­венное теплоснабжение абонентов, имею- I щих различное отношение £?р^РН/£?о без

установки дополнительных регуляторов.

, При рассматриваемом методе регулиро-

. вания строительная конструкция зданий ис-

. пользуется в качестве аккумулятора, вырав-

. нивающего неравномерности суточного

. графика тепловой нагрузки. При соответст­

вующем температурном режиме подающей ₍ линии расчетный расход воды в сети может быть равен расчетному расходу воды на

отопление.

Поскольку суточный график горячего водоснабжения неравномерен, то основной расчет проводится по «балансовой» нагруз­ке горячего водоснабжения Q⁶_r = х_б^^рн.

При отсутствии у абонентов аккумуляторов горячей воды можно принимать для жилых зданий %_б= 1,1.

При применении как регуляторов ото­пления, так и регуляторов расхода задача расчета режима центрального регулирова­ния заключается в определении температур воды Т] и т₂ в подающей и обратной линиях тепловой сети при различных наружных температурах /_н и балансовой нагрузке го­рячего водоснабжения Q⁶_r.

На рис. 4.24, а показан температурный график открытой системы теплоснабжения при рассматриваемом методе качественно­го регулирования по совмещенной нагрузке и зависимом присоединении отопительной установки к тепловой сети (см. рис. 4.23), а на рис. 4 24, б — расход сетевой воды.

При качественном регулировании по со­вмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения эквивалент расхода воды в подающей линии тепловой сети в диапа­зоне наружных температур от /_|10 до /_ни поддерживается постоянным, равным рас-


Рис. 4.24. Температурный график (а) и график расхода сетевой воды (о) при центральном каче­ственном регулировании но совмещенной нагруз­

ке отопления и горячего водоснабжения (открытая система; зависимая схема присоедине­ния отопительной установки)


соса (элеватора) также механический насос, как это показано на рис 4.23.

Такое решение позволяет поддерживать постоянный расход воды в отопительной установке при переменном расходе сетевой воды, поступающей в систему отопления В этом случае температурный режим непо­средственно отопительной установки, т.е. температурный режим отопительных при­боров, соответствует режиму качественно­го регулирования Поэтому температура об­ратной воды после отопительной установки т_о2 соответствует уравнению (4.39)

Температура воды в подающей линии в диапазоне f_{H 0} - („ _н определяется на основе уравнения

<^{4 82})

где —эквивалент расхода воды из по­дающей линии на горячее водоснабжение при балансовой нагрузке.

б ,

Поскольку (Т'_о = 2'_о/5т'_о; И-f _п = ;

*г ¹К

z-i 7>Р д ^г ^то2

£?0 ⁼ QoQq ; Р = , то из совмест-

^Т1 “ ^То2

ного решения следует


^то2 ^{+ 5т}о


Ol


¹о2


+ 5т'Р,.


(4.83)


четному эквиваленту расхода воды на ото­пление ⁼ £?о^т'_о;

Й>1 = W'/W'_o = ;

Поэтому водоразбор из подающей ли­лии снижает расход сетевой воды в систему отопления. Для предупреждения гидравли­ческой и тепловой разрегулировки отопи­тельных установок необходимо в узлах сме­шения устанавливать кроме струйного на­


Из (4.83) следует, что при качественном регулировании открытых систем теплоснаб­жения по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения температура во­ды в подающей линии тепловой сети выше температуры в подающей линии при качест­венном регулировании по отопительной нагрузке (4.38) на величину, равную


5Чр;


Поэтому при наружной

159