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: 54 из 101

Рис. 8.19. Графический расчет емкости аккуму­лятора

а — суточный график; б — интегральный график;

I — интегральный график расхода; 2 — интегральный график подачи

равна максимальной разности ординат ин­тегральных графиков подачи и расхода.

Аккумулирующая способность аккуму­ляторов горячей воды, кДж или ккал,

e_a = Gc_p(/_r-/_x), (8.49)

где G — массовая емкость аккумулятора, кг; с_р—теплоемкость воды, с_р =4,19 кДж/ /(кг • К) = 1 ккал/(кг ■ °C); /_г, /_х — темпера­туры горячей воды, поступающей из акку­мулятора в установку горячего водоснабже­ния, и холодной водопроводной воды, °C.

На рис. 8.20, а показана предложенная А.В. Хлудовым принципиальная схема або­нентской установки горячего водоснаб­жения с аккумулятором при закрытой сис­теме теплоснабжения, а на рис. 8.20, б даны в Н, И-диаграмме режимы работы этой ус­тановки.

Предложенная схема требует минималь­ного количества авторегуляторов. На уста­новке имеется только два регулятора: регу­лятор давления (напора) «после себя» /, под­держивающий постоянный напор И, на вса­сывающей линии насоса, и регулятор темпе-


а)


Рис. 8.20. Принципиальная схема абонентской установки горячего водоснабжения с аккумулятором (а) н процесс его работы в Н, И-днаграмме (б)

/ — регулятор давления «после себя»; 2 — регулятор температуры; 3 — аккумулятор; 4 — водо-водяной подо­греватель; 5 — насос, б — водоразборный кран; 7 — полотенцесушитель, 8 — обратный клапан, И — приве­денная характеристика насосной установки; А — характеристика аккумулятора; С', С" — характеристики установки горячего водоснабжения; 6", Б", Б'"— суммарные характеристики аккумулятора и установки горячего водоснабжения; Б"" — суммарная характеристика насосной установки и аккумулятора


287

Электронная библиотека http://tgv.khstu.ru/

ратуры 2, поддерживающий постоянную температуру воды на выходе из подогрева­теля горячего водоснабжения 4. Циркуляци­онный насос 5 работает непрерывно.

При отсутствии водоразбора, когда все краны б закрыты, холодная водопроводная вода в систему не поступает. Насос 5 создает циркуляцию воды в системе. Вода проходит через водо-водяной подогреватель 4 и затем разветвляется на два потока. Один поток по­ступает сверху в аккумулятор 3 и вытесняет из его нижней части холодную воду, которая поступает во всасывающий патрубок насоса 5. При этом происходит зарядка аккумуля­тора горячей водой.

Другой поток воды поступает по трубопроводу горячего водоснабжения в полотенцесушители 7 (нагревательные при­боры, установленные в ванных комнатах) и вытесняет из них охлажденную воду, кото­рая по циркуляционному трубопроводу сис­темы горячего водоснабжения через откры­тый клапан 8 поступает во всасывающий патрубок циркуляционного насоса.

Этот режим работы установки характе­ризуется на рис. 8.20, б точкой 1 пересече­ния приведенной характеристики насосной установки Нс характеристикой системы Б'.

Кривая Н — приведенная характеристи­ка насоса 5 и подогревателя 4. Из напоров, развиваемых насосом 5, вычтены потери напора в подогревателе 4.

Кривая Б'— суммарная характеристика аккумулятора А и системы горячего водо­снабжения С' включенных параллельно.

При этом режиме подача насоса 5 равна К'; из этого расхода У' поступает в аккуму­лятор, а Г' в систему. При этом режиме на­пор на выходе из аккумулятора Н'₂ > Н_{. Располагаемый напор в аккумуляторе ДН_а

Н2 - Н\ - Обратный клапан 8 открыт.

При частичном включении водоразбора, когда открывается некоторое количество водоразборных кранов б, в систему посту­пает холодная вода из водопровода, ком­пенсирующая водоразбор. Эта вода смеши­вается с водой, поступающей из аккумуля­тора и из циркуляционной системы горяче­го водоснабжения, проходит через насос 5 и подогреватель 4 и подается в систему го­рячего водоснабжения.

Этот режим характеризуется на рис. 8.20, б точкой II пересечения характе­ристики насосной установки Нс характери­стикой системы Б".

Кривая Б"— суммарная характеристика аккумулятора А и системы горячего водо­снабжения С'\ включенных параллельно.

Кривая С" имеет значительно более пологий характер по сравнению с кривой С', так как снизилось гидравлическое со­противление s системы горячего водоснаб­жения вследствие открытия водоразбор­ных кранов.

При этом режиме подача насоса 5 равна V"> V', поступление воды в систему горя­чего водоснабжения К" > К', а поступле­ние горячей воды на зарядку аккумулятора снизилось К" < К'. Напор на выходе из насоса Н₂ > Н_{, однако Н₂ < Н₂. Распо­лагаемый напор в аккумуляторе снизился {H'i-H_X)<(H'₂ -Я,).

С увеличением водоразбора снижается располагаемый напор в аккумуляторе и цир­куляционной системе горячего водоснабже­ния, вследствие чего уменьшается подача горячей воды на зарядку аккумулятора и па­дает расход воды через полотенцесушителг и циркуляционную линию. При некоторох водоразборе располагаемый напор в акку муляторе делается равным нулю и зарядк: аккумулятора прекращается. Одновременн: или несколько раньше прекращается цирку ляция воды через полотенцесушители, та как располагаемая разность напоров в ци( куляционной линии делается равной нули Обратный клапан 8 закрывается.

Этот режим работы системы характер! зуется на рис. 8.20, б точкой III. Расход в, ды, поступающей через насос 5 в систеь

горячего водоснабжения, V'"> V"> У'. В ак­кумулятор горячая вода не поступает. При дальнейшем увеличении водоразбора рас­полагаемый напор в аккумуляторе меняет знак и аккумулятор начинает разряжаться. При этом режиме холодная водопроводная вода, поступающая в систему, разветвляет­ся после регулятора 1 на два потока. Один поток воды проходит через насос 5 и подог­реватель 4. Другой поток поступает снизу в аккумулятор 3 и вытесняет из него горя­чую воду. Горячая вода из подогревателя и аккумулятора смешивается и поступает в систему горячего водоснабжения. В поло­тенцесушители горячая вода при этом ре­жиме не поступает, так как располагаемый напор в циркуляционной линии изменил свой знак и обратный клапан 8 закрыт.

Режим работы системы определяется суммарной характеристикой насоса Н и ак­кумуляторной установки, включенных па­раллельно.

Расход воды в систему V'"' = V”" + + К"" При этом К"" > Г'", а Н₂" < Н_х, поэтому обратный клапан 8 закрыт. Расход воды в системе горячего водоснабжения возрастает с увеличением разности напоров (Н_х - Н₂”). Раскрытие кранов горячего во­доснабжения у абонентов приводит к сни­жению Н'₂' и увеличению подачи воды в систему.

Паровые аккумуляторы. В некоторых случаях в системах централизованного теп­лоснабжения применяют пароводяные ак­кумуляторы для выравнивания паровой на­грузки станции или тепловых потребите­лей. Пароводяные аккумуляторы представ­ляют собой цилиндрические сосуды, ниж­няя часть которых заполнена водой, а верх­няя паром.

В период зарядки избыточный пар сис­темы подается через специальные сопла в водяное пространство. За счет теплоты конденсации происходит повышение тем­пературы и давления воды и пара в аккуму­ляторе. В период пиков тепловой нагрузки пар отводится из аккумулятора в тепловую сеть, а температура и давление в аккумуля­торе снижаются.

Если массу воды в пароводяном аккуму­ляторе перед его разрядкой обозначить G₍, а после разрядки С₂, то количество выделив­шегося пара

G_n = G,-G₂. (8.50)

Из теплового баланса аккумулятора следует

е_п=61-62. (8-51)

где Q_x = G_xh_x — теплота воды в аккумуля­торе перед разрядкой; Q₂ - G₂ h₂ — теплота воды в аккумуляторе после разрядки; Q_n = G_n h_n — теплота, отведенная из акку­мулятора с выделившимся паром; h_x, h₂ — энтальпия воды в аккумуляторе до и после разрядки, кДж/кг или ккал/кг; h_n — энталь­пия отведенного пара, кДж/кг или ккал/кг.

Из совместного решения (8.50) и (8.51) выводится зависимость для расчета доли выделившегося пара при разрядке акку­мулятора



При заданных значениях h_x и h₂, h_n и G_n расчетная массовая емкость аккумулятора по воде определяется по формуле



Поскольку ftj - h₂ = Сркг, h_n - h₂ = г, где с_р— теплоемкость воды в аккумуляторе, кДж/(кг • К) или ккал/(кг ■ °C); Д/ = /j -1₂ — изменение температуры воды в аккумулято­ре за период разрядки, °C; г — скрытая теп­лота парообразования, кДж/кг или ккал/кг, то d=G_n/(G^t) = c_p/r, (8.53)

где d— удельный выход пара при разрядке пароводяного аккумулятора на единицу массы воды и 1 °C изменения температуры воды в аккумуляторе.

Для воды отношение с_р/г является пере­менным, уменьшающимся при понижении температуры. Поэтому удельный выход па­ра на 1 °C изменения температуры воды d уменьшается при снижении температуры воды, а следовательно, и давления в акку­муляторе.

7. 
   ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ЗДАНИЙ
   

Использование теплоаккумулирующей способности зданий позволяет проводить регулирование отпуска теплоты на отопле­ние не по текущей температуре наружного воздуха, а по средней наружной температу­ре за некоторый период с соответствующим сдвигом времени.

На рис. 8.21 показаны температуры внутренней и наружной поверхностей на­ружной стены здания при двух режимах отопления:

а) нормальном режиме, когда подача те­плоты на отопление равна тепловым поте­рям здания;

б) режиме недогрева, когда подача теп­лоты на отопление меньше тепловых по­терь здания.

При нормальном режиме: внутренняя температура в здании t'_B, а также темпера­туры поверхностей наружных стен стабиль­ны — линия /'/'j /'₂ /_н; t'_B — внутренняя