Повышенный график регулирования отпуска тепла: Регулирование отпуска теплоты – 2.4.2 Регулирование отпуска теплоты на отопление

Регулирование отпуска тепла | Блог инженера теплоэнергетика

        Здраствуйте! Передача тепла системами теплоснабжения осуществляется в отопительных приборах внутренних систем теплоснабжения потребителей. По теплоотдаче этих отопительных приборов судят о качестве всего централизованного теплоснабжения. Изменение параметров и расходов теплоносителя в соответствии с фактической потребностью потребителей называется регулированием отпуска тепла.

        Регулирование отпуска тепла повышает качество теплоснабжения, сокращает перерасход тепловой энергии и топлива. Существуют следующие методы регулирования: центральное, групповое, местное, и индивидуальное регулирование.

       Центральное регулирование — выполняется на теплоисточнике (ТЭЦ, котельной) по тому виду нагрузки,который преобладает у большинства потребителей. Чаще всего, это конечно отопление, либо совместная нагрузка на отопление и горячее водоснабжение. Реже нагрузка на вентиляцию, технологию.

        Групповое регулирование — осуществляется в ЦТП (центральных тепловых пунктах) для группы однотипных потребителей, например для многоквартирных домов. В ЦТП поддерживаются необходимые параметры, а именно расход и температура.

        Местное регулирование — это регулирование в ИТП (индивидуальных тепловых пунках). Проще говоря, в теплоузлах. Здесь уже проводится дополнительная корректировка с учетом особенностей конкретного потребителя тепла.

       Индивидуальное регулирование — это регулирование непосредственно внутренних систем теплоснабжения. То есть стояков, радиаторов, отопительных приборов. Об этом я писал в этой статье.

        Суть методов регулирования можно понять из уравнения теплового баланса: Q=Gc*(τ1-τ2)*n/3600=κ*F*Δt*n;

          где Q — количество тепла, полученное отопительным прибором от теплоносителя и отданное на нагрев среды, Квтч;

              G — расход теплоносителя, кг/ч;

               c — теплоемкость теплоносителя, кДж/кг°С; 

              τ1, τ2 — температуры теплоносителя на входе и на выходе,°С;

             n — время, ч; 

             κ — коэффициент теплопередачи, кВт/м² °С;

            F — поверхность нагрева, м²; 

            Δt — температурный напор между греющей и нагреваемой средой, °С.

        Из этого уравнения можно понять, что регулирование тепловой нагрузки возможно несколькими методами, а именно — изменением температуры — качественный метод; изменением расхода — количественный метод; периодическим полным отключением, а затем включением систем теплопотребления — регулирование пропусками.

       Качественное регулирование — это изменение температуры при постоянном расходе. Это самый распространенный вид центрального регулирования тепловых сетей. Так например, теплоисточники работают по температурному графику изменения температур теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха.

       Количественное регулирование — осуществляется путем изменения расхода теплоносителя при его постоянной температуре в подаче.

       Регулирование пропусками, или прерывистое регулирование — это периодическое отключение систем, то есть пропуски подачи теплоносителя. Применяется на практике относительно редко, обычно в начале или в конце отопительного сезона, при сравнительно высокой температуре наружного воздуха.

       Вот такие основные виды и методы регулирования отпуска тепла. Буду  рад комментариям к статье.

Центральное качественное регулирование отпуска тепла потребителям

 

Централизованное теплоснабжение в нашей стране базируется на применении метода центрального качественного регулирования отпуска тепла.

В результате исследований, специально направленных на изучение температурного режима внутри помещения в зависимости от температуры наружного воздуха и тепловых потоков, были получены следующие расчетные зависимости для определения температуры сетевой воды при центральном качественном регулировании:

— температура воды в подающей магистрали тепловой сети

(5.5)

 

— температура воды в обратной магистрали тепловой сети

 

(5.6)

 

— температура воды в подающей магистрали системы отопления здания ( после смесительного устройства)

 

(5.7)

 

На практике для расчета систем теплоснабжения по уравнениям (5.5) (5.7) строятся температурные графики работы тепловых сетей (рис. 5.2 5.4).

При преобладании в системах теплоснабжения потребителей с отопительной нагрузкой (при суммарном среднечасовом расходе тепла на горячее водоснабжение менее 15% от суммарного расчетного расхода тепла на отопление, то есть ) в системах централизованного теплоснабжения применяется центральное качественное регулирование по нагрузке отопления (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Графики температур (а) и относительных расходов сетевой воды (б) при центральном качественном регулировании по нагрузке отопления

1, 2, 3, — температура сетевой воды соответственно: в подающем трубопроводе в обратном трубопроводе и после смесительного устройства

 

При качественном регулировании с изменением температуры наружного воздуха меняется и температура воды в подающем тру­бопроводе сети (кривая 1) в соответствии с потребностями в тепле систем отопления при постоянном расходе воды в подающем трубопроводе. Температура воды за элеватором после подмешивания обратной во­ды (кривая 3) меняется автоматически в соответствии с принятым коэффи­циентом смешения элеватора. Температура воды, выходящей из сис­темы отопления (кривая 2) поддерживается автоматически за счет перепада температур воды в системе отопления (завышение этой температуры свидетельствует о плохой работе и разрегулировке систем отопле­ния).

Рис. 5.3. Графики температур (а) и расхода сетевой воды (б) при центральном качественном регулировании совмещенной нагрузки отопления и горячего водоснабжения (отопительно-бытовой график)

, , , — температура сетевой воды соответственно: в подающем трубопроводе в обратном трубопроводе и после смесительного устройства . 1, 2 – соответственно расход сетевой воды на отопление и горячее водоснабжение .

 

При наличии у абонентов горячего водоснабжения

нормально-ото­пительный график температур воды в тепловой сети нуждается в кор­ректировке. Согласно СНиП 41-02-2003, в закрытых системах теплоснаб­жения минимальная температура воды в водоразборных точках мест­ных систем горячего водоснабжения должна быть равна 50°С. Учиты­вая остывание воды на пути от подогревателя до наиболее удаленной водоразборной точки, температуру водопроводной воды на выходе из подогревателя увеличивают примерно до 60°С, а температуру греющей сетевой воды принимают не ниже 70°С При нормально-отопительном графике температура воды в сети в конце (или начале) отопительного периода (при ) оказывается значительно ниже. В связи с этим как только температура воды в подающем трубопрово­де сети понизится (из-за повышения наружной температуры) до мини­мального значения, необходимого для горячего водоснабжения, даль­нейшего понижения ее не допускают и оставляют ее постоянной, равной . По­лучающийся при этом график температур подаваемой сетевой воды, имеющий точку излома при наружной температуре , называют отопительно-бытовым графиком температур (рис. 5.3, а).

Особенностью этого графика является то, что в диапазоне пониженных температур наружного воздуха при (II режим) температурный график соответствует графику качественного регулирования отопительной нагрузки (кривые ) с сохранением постоянного расхода сетевой воды через систему отопления, равного (линия 1 на рис. 5.3, б).

При повышении температуры наружного воздуха при необходимо местное количественное регулирование (режим I) с уменьшением расхода сетевой воды на отопление. При этом будут оставаться постоянными величины температур и . Для этой цели необходим автоматический регулятор работы отопления в ИТП здания. Рассмотрим теперь режим регулирования работы теплообменника системы горячего водоснабжения. В диапазоне пониженных температур наружного воздуха (II режим) температура сетевой воды в подающей магистрали выше минимально необходимой для работы системы горячего водоснабжения, поэтому расход сетевой воды на теплообменник (кривая 2 на рис. 5.3. б) должен уменьшаться. Для этого необходим регулятор температуры нагреваемой воды на выходе из теплообменника.

При повышении температуры наружного воздуха ( режим) расход сетевой воды на теплообменнике горячего водоснабжения должен быть максимальным, равным .

Именно при этом режиме, наиболее неблагоприятном, производят расчет расхода сетевой воды и поверхности нагрева теплообменников системы горячего водоснабжения.

При центральном качественном регулировании по суммарной нагрузке отопления и горячего водоснабжения уменьшаются расчетные расходы сетевой воды на абонентский ввод, что приводит к снижению стоимости тепловых сетей и уменьшению затрат на перекачку теплоносителя.

 

Рис. 5.4. Повышенный график температур в тепловой сети

температура сетевой воды в подающем трубопроводе соответственно: при отопительном графике и повышенном графике ; то же в обратном трубопроводе при отопительном графике и повышенном графике ; то же, после смесительного устройства .

В закрытых системах теплоснабжения если у большинства (не менее 75%) потребителей имеются установки горячего водоснабжения, работающие как правило, по двухступенчатой схеме, регулирование отпуска теплоты осуществляется по «повышенному» температурному графику (рис. 5.4).

Данный график применяется при и строится на базе отопительного графика (кривые и ).

Температура сетевой воды на входе в теплообменник II ступени принимается более высокой (кривая 1), а в обратной магистрали (после теплообменника I ступени) – более низкой (кривая 2).

 

Рис. 5.5. «Скорректированный» график температур при открытой системе теплоснабжения при совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

I, II, III – режимы; температура сетевой воды в подающем трубопроводе соответственно: при отопительном графике и скорректированном графике то же, в обратном трубопроводе при отопительном графике и скорректированном графике то же, после смесительного устройства .

В открытых системах теплоснабжения применяется «корректированный» температурный график (рис. 5.5).

Как и в закрытых системах^{теплоснабжения, регулирование отпуска тепла в этом случае проис­ходит по нормальному отопительно-бытовому графику температур, но с точкой излома при температуре поступающей воды .}

В течение отопительного периода возможны три режима отбора воды из трубопроводов тепловой сети на цели горячего водоснабжения: I режим, когда температура обратной воды от отопительной системы , II режим, когда , а температура воды в подающем трубопроводе сети , и III режим, когда . При I режиме отбор воды происходит только из обратного трубопровода, при II режиме — совместно из подающего и обратного трубопро­водов, при III режиме — только из подающего трубопровода.

Точка излома данного графика определяется по температуре сетевой воды по отопительному графику. Расчетная же температура сетевой воды по «скорректированному» графику составляет .

 

Построение графика регулирования отпуска теплоты по нагрузке отопления

Необходимое количество подаваемой теплоты зданиям определяется из условия t_вн=const и линейной зависимости разности температур:

.

Линейная зависимость является следствием принятия коэффициента теплопередачи через ограждения здания постоянным.

Теплота поступает в помещения здания через нагревательные приборы от греющего теплоносителя, параметры которого и расход должны быть такими, чтобы обеспечить подачу требуемого количества тепла. Процесс передачи теплоты описывается уравнением теплопередачи: и уравнением баланса тепла для теплоносителя: .

В приведенной системе уравнений заданы: Q, F, k, t_в.

Неизвестные величины_:

Запишем уравнения в безразмерном виде:

Изменение коэффициента теплопередачи нагревательных приборов определяется следующей зависимостью: ,где n в зависимости от типа нагревательного прибора изменяется в пределах 0,25-0,32.

Из решения уравнений получим:

.

Решение:

1. Исходные данные:

2. Определяем параметры для основных точек.

а) Расчетные условия для отопления:

б) Точка излома графика температур:

отсюда

Из уравнения находим:

=18-0,34*(18+32)=1,0.

=42,5.

в) Конец отопительного сезона: t_н=8˚С; тогда можно найти:

,

Таким образом, мы нашли параметры всех точек. График необходимо построить, задаваясь промежуточными относительными расходами.

1)

=18-0,5*(18+32)= -7,0˚С,

2)

=18-0,75*(18+32)= -19,5˚С,

Итоговая таблица:

ТАБЛ.3

	tн,˚С
1	-32	150	70	95
0,75	-19,5	120,6	60,6	79,3
0,5	-7,0	90,1	50,1	62,6
0,34	1,0	70	42,5	51
0,20	8	54,8	34,8	39,8

Построение графика регулирования тепла по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения

График строят в предположении, что через тепловой пункт проходит отопительный расход теплоносителя, поддерживаемый регулятором расхода постоянным, и определяемый выражением

Водонагреватели горячего водоснабжения присоединены по отношению к системе отопления последовательно. Теплоноситель с начальной температурой τ_н поступает в тепловой пункт и остывает в водонагревателе 2 до температуры τ₁, соответствующей отопительному графику. После системы отопления теплоноситель с температурой τ₂ поступает в водонагреватель 1, где остывает до конечной температуры τ_к. Следовательно, для горячего водоснабжения через теплообменники передается следующее количество теплоты:

Т.к. = const, W_от= const, значит, = const.

Суммарный перепад температур в теплообменниках горячего водоснабжения определяется:

Решение:

Исходные данные:

1. Определяем суммарный перепад температуры в обеих ступенях подогревателей:

а)

æ·где æ — коэффициент, учитывающий неравномерность графика суточного потребления горячей воды (для закрытой схемы æ=1,2).

что больше 0,3 принимаем

1,2·0,25=0,3, тогда

б) Вычислим перепад температуры сетевой воды в первой ступени подогревателя при :

в) Определим перепад температуры во второй ступени подогревателя:

2) График необходимо построить по промежуточным точкам. Для этого при заданных значениях берем с предыдущего графика все нужные температуры.

а)

б)

в)

г)

Итоговая таблица:

ТАБЛ.4

	tн,ºC
1	-32	150	70	22,4	1,6	151,6	47,6
0.75	-19	119	61	19,3	4,7	123,7	41,7
0.5	-7	90	50,5	15,5	8,5	98,5	35,0
0.34	1,0	70	42.5	12,9	11,1	81,1	29,6

Регулирование отпуска теплоты в системе теплоснабжения

Приветствую Вас, дорогие и уважаемые читатели сайта “world-engineer.ru”. Итак, продолжим наш курс лекций. Чтобы в дальнейшем нам хорошо усваивать материал про тепловую нагрузку и расчет тепловой нагрузки на отопление здания. Сегодня поговорим, про регулирование отпуска теплоты в системе теплоснабжения предприятий и жилых районов и начнем строить график тепловых нагрузок.

Методы регулирования тепловых нагрузок

Тепловые нагрузки потребителей теплоты как правило не постоянны. Они могут меняться от климатических условий. К нагрузкам, которые зависят от климатических условий относятся отопительная тепловая нагрузка Q_О = f(t_Н, ⁰С; V_Н, м/с), вентиляционная тепловая нагрузка Q_В = f(t_Н, ⁰С; V_Н, м/с). Эти нагрузки также по характеру протекания во времени являются сезонными. Также тепловые нагрузки могут изменяться в зависимости от количества включенных водоразборных приборов, степени их открытия и числа людей, которые ими пользуются. К таким нагрузкам относится тепловая нагрузка на ГВС Q_ГВС = f(N_ПРИБ, q_ПРИБ, м). Q_ГВС не зависит от климатических условий и по характеру протекания во времени является круглогодичной.

Также тепловые нагрузки могут изменяться от количества работающего технологического оборудования, степени его загрузки и режима его работы. К таким нагрузкам относится технологическая тепловая нагрузка Q_Т = f(N_ОБ, q_Т, К_ОДН, К_ЗАГР). Q_Т также не зависит от климатических условий и по характеру протекания во времени является круглогодичной.

Для того, чтобы качественно обеспечивать теплоснабжением необходимо, чтобы все потребители тепловой энергии получали именно то количество теплоты, которое им требуется. И поэтому, чтобы постоянное удовлетворять запросы потребителя тепловые нагрузки должны регулироваться.

Регулирование тепловых нагрузок бывает:

– центральное, которое осуществляется на источнике теплоснабжения одновременно для вех потребителей.

– местное, которое осуществляется только для отдельной группы потребителей на центральных или индивидуальных тепловых пунктах.

– индивидуальное, которое осуществляется непосредственно на нагревательных приборах и установках потребителей теплоты.

Регулирование отопительных нагрузок терморегулирующими клапанами на каждый отопительный прибор.

Тепловая энергия, поступающая из системы теплоснабжения, передается потребителям теплоты в различных теплообменных аппаратах (радиаторы, вентиляционные калориферы, подогреватели ГВС). В любом из этих теплообменных аппаратах количество передаваемой теплоты определяется по выражению:

Q = К_ТА*F_ТА*Δt*n           (1)

К_ТА – коэффициент теплопередачи (кДж/м³*t ⁰С)

К_ТА – площадь поверхности нагрева (м³)

Δt – средняя разность температуры между греющим теплоносителем и нагреваемой средой (температурный напор)

n – время работы теплообменного аппарата

Поверхность нагрева любого теплообменного аппарата рассчитывается и выбирается по самому неблагоприятному для него режиму работы, в котором для передача требуемого количества теплоты требуется максимальная поверхность нагрева. Этот режим работы теплообменного аппарата называется расчетным. Выбранная для расчетного режима работы максимальная поверхность нагрева во всех остальных режимах работы теплообменного аппарата остается постоянной.

Когда изменяется количество теплоты, проходящей через любой обменный аппарат, то это значит, что данный теплообменный аппарат вынужден работать в нерасчетном режиме (переменном).

Для расчетного режима работы теплообменного аппарата должны быть заданы следующие величины:

1. Расчетная (т.е. максимальная) тепловая нагрузка Q^Р
2. Расчетные температуры греющего теплоносителя и нагреваемой среды на входе/выходе теплообменного аппарата (τ₁^Р, τ₂^Р) (t₁^Р, t₂^Р)
3. Расчетный коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата, К_ТА.

Принципиальная схема движения теплоносителей для теплообменного аппарата в расчетном режиме

Противоточный теплообменный аппарат. Расчетные расходы теплоносителей определяются после составления теплового баланса теплообменного аппарата:

G_ГТ^Р *С_ГТ*(τ₁^Р – τ₂^Р)*n_ТА = G_НС^Р*С_НС*(t₂^Р – t₁) = Q=Q^Р     (2)

G_ГТ^Р = Q^Р / (С_ГТ*( τ₁^Р – τ₂^Р)* n_ТА)                               (3)

G_ГТ^Р – расчетный (максимальный) расход греющего теплоносителя

G_НС^Р – расход нагреваемой среды

С_ГТ, С_НС – массовые теплоемкости

n_ТА – КПД теплообменного аппарата.

Изменение режима работы теплообменного аппарата можно осуществлять воздействуя на:

– коэффициент теплообменного аппарата, К_ТА

– среднюю разность температуры Δt

– время работы аппарата (n, час)

– расход греющего теплоносителя.

В реальности изменять в широких пределах коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата сложно, и остается только 3 способа воздействия на количество теплоты передаваемое потребителю.

1. Метод качественного регулирования тепловой нагрузки

При этом методе регулирования изменяется температура греющего теплоносителя, подающегося в трубопровод тепловой сети, а расход греющего теплоносителя всегда остается постоянным, т.е. τ₁^Р не равно τ₁ = var, G_ГТ^Р = G_ГТ = const.

При изменении температуры греющего теплоносителя меняется, и температура сетевой воды в обратном трубопроводе тепловой сети. Соответственно, по выражению (2)

G_ГТ^Р *С_ГТ*(τ₁^Р – τ₂^Р)*n_ТА = G_НС^Р*С_НС*(t₂^Р – t₁) = Q=Q^Р

меняется и тепловая нагрузка, передаваемая теплообменных аппаратом. Следовательно, Q^Р не равно Q = var.

График изменения температуры и расхода греющего теплоносителя при качественном методе регулирования тепловой нагрузки

(график зависимости температуры и расхода от температуры наружного воздуха)

t_Н.РО. = t_Н.РВ. = t_Н.Х.^Б – температуры наружного воздуха, расчетные для проектирования систем отопления и вентиляции зданий (принимаем по параметрам ”Б”).

t_Н.О. – температура наружного воздуха соответствующая началу и окончанию отопительного периода.

t_Н = t_В^Р – температура воздуха внутри помещения.

Интервал температуры от t_Н.РО. до t_Н.О. – соответствует отопительному периоду, t_Н.О. до t_Н – летний период.

Метод качественного регулирования тепловых нагрузок получил широкое распространение при централизованном теплоснабжении и от водяных систем, т.к. снижение τ₁ и τ₂ позволяют уменьшать давление пара теплофикационных отборов турбин и увеличивать выработку электроэнергии на ТЭЦ по теплофикационному циклу. Увеличение выработки электроэнергии на ТЭЦ приводит к возрастанию экономии топлива. Следующим преимуществом метода качественного регулирования является уменьшение готовых потерь теплоты от тепловых сетей в окружающую среду.

2. Метод количественного регулирования тепловой нагрузки

При этом методе изменяется расход греющего теплоносителя, а температура греющего теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети остается постоянной: G_ГТ^Р не равно G_ГТ = var; τ₁^Р=τ₁=const. Изменение расхода греющего теплоносителя приводит к изменению температуры в обратном трубопроводе тепловой сети и соответственно по выражению (2)

G_ГТ^Р *С_ГТ*(τ₁^Р – τ₂^Р)*n_ТА = G_НС^Р*С_НС*(t₂^Р – t₁) = Q=Q^Р

измененная тепловая нагрузка, переданная теплообменному аппарату.

Графики изменения температуры и расхода греющего теплоносителя при количественном методе регулирования тепловой нагрузки

Достоинством количественного метода является сокращение потребляемой электроэнергии на перекачку сетевой воды. Экономия электроэнергии достигается либо отключением части работающих сетевых насосов котельной или ТЭЦ, либо установкой на работающих насосах частотно-регулирующего привода.

Недостатком метода является резкое колебание расхода сетевой воды во всей системе теплоснабжения. Это обстоятельство приводит к разрегулированию системы отопления и вентиляции здания и нестабильной работе отопительных приборов и вентиляции калориферов.

3. Метод регулирования тепловой нагрузки ”местными пропусками”

При этом методе все теплообменные аппараты систем теплоснабжения зданий работают в расчетном режиме, т.е. остается постоянный расход греющего теплоносителя, а также температуры греющего теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети и, следовательно, по выражению (2), количество теплоты, переданное теплообменному аппарату также должно оставаться постоянным. Но при этом способе регулирования изменяется продолжительность работы теплообменного аппарата в течении суток, т.е. n=var и, следовательно, изменяется количество теплоты, переданное теплообменному аппарату. Q^Р не равно Q = var.

Количество теплоты, переданное от теплообменного аппарата в течение суток определяется по выражению:

Q = Q^Р*n /24 (кДж/сут)

0<=Q<=Q^Р

0 – теплообменник не работает

Q^Р – теплообменник работает в расчетном режиме.

График центрального качественного регулирования отпуска теплоты для системы отопления и вентиляции.

Центральное качественное регулирование заключается в регулировании отпуска теплоты путём изменения температуры теплоносителя на входе в прибор, при сохранении постоянным количество теплоносителя подаваемого в регулирующую установку.

Температура воды в тепловой сети является функцией относительной нагрузки, которую находят по формуле:

Относительная нагрузка может принимать значение от 0 до 1. Значение текущих температур в подающем и обратном трубопроводах в зависимости от относительной нагрузки определяется по формулам:

и – расчётные температуры воды в подающем и обратном трубопроводе.

Расчёт графика центрального качественного регулирования сведён в таблицу №2.

Таблица №2
tн, оС		, оС	, оС
+ 8	0,162	32,2	28,1
+ 5	0,203	35,2	30,1
0	0,27	40,3	33,5
— 5	0,338	45,3	36,9
— 10	0,405	50,4	40,3
— 15	0,473	55,5	43,6
— 20	0,541	60,5	47
— 25	0,608	65,6	50,4
— 30	0,676	70,7	53,8
— 35	0,743	75,7	57,2
— 40	0,811	80,8	60,5
— 45	0,878	85,9	63,9
— 50	0,946	91	67,3
— 54	1	95	70

График годового расхода теплоты.

Для определения годового расхода тепла, планирования в течении года загрузки оборудования котельной и составления графика ремонта используют график годового расхода тепла по продолжительности стояния температур наружного воздуха.

Температура наружного воздуха в течение суток может колебаться, частично эти колебания компенсируются аккумулирующей способностью здания. Поэтому принято строить график в зависимости от продолжительности стояния данной температуры наружного воздуха.

Продолжительность стояния данной температуры наружного воздуха находят из климатологических справочников и СНиП.

Нагрузка производственного потребителя в течение года постоянна.

Нагрузка на ГВС в течение отопительного периода постоянна. В летний период нагрузка на ГВС меньше чем в отопительный период.

Повторяемость температур наружного воздуха:

• 49,9 ч – 45 ^оС – 587 ч,

• 44,9 ч – 40 ^оС – 507 ч,

• 39,9 ч – 35 ^оС – 523 ч,

• 34,9 ч – 30 ^оС – 573 ч,

• 29,9 ч – 25 ^оС – 462 ч,

• 24,9 ч – 20 ^оС – 423 ч,

• 19,9 ч – 15 ^оС – 410 ч,

• 14,9 ч – 10 ^оС – 394 ч,

• 9,9 ч – 5 ^оС – 454 ч,

• 4,9 ч – 0 ^оС – 523 ч,

0,1 ч – + 5 ^оС – 512 ч,

5,1 ч – + 8 ^оС – 728 ч,

Нагрузки для расчёта графика:

Гкал/ч,

Гкал/ч,

Гкал/ч,

Гкал/ч,

Основные расчётные зависимости:

1. Минимальная тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию при температуре наружного воздуха +8 ^оС:

Гкал/ч;

2. Минимальная тепловая нагрузка необходимая внешним потребителям при t_н = +8 ^оС:

Гкал/ч;

3. Максимальная тепловая нагрузка необходимая внешним потребителям при t_н = +54 ^оС:

Гкал/ч;

График годового расхода пара.

График годового расхода пара рассчитывается и строится аналогично графику годового расхода тепла, только в формулах вместо соответствующей тепловой нагрузки (Q) подставляется соответствующий расход пара (D).

Нагрузки для расчёта графика:

т/ч,

т/ч,

т/ч,

т/ч,

Основные расчётные зависимости:

1. Минимальная паровая нагрузка на отопление и вентиляцию при температуре наружного воздуха +8 ^оС:

т/ч;

2. Минимальная паровая нагрузка необходимая внешним потребителям при t_н = +8 ^оС:

т/ч;

3. Максимальная паровая нагрузка необходимая внешним потребителям при t_н = +54 ^оС:

т/ч;

3. Построение часовых и годовых графиков регулирования отпуска теплоты

Построение часовых и годовых графиков расхода теплоты необходимо для более качественного регулирования отпуска теплоты и более качественного использования оборудования системы теплоснабжения. Необходимость регулирования также обусловлена неравномерностью часовых и годовых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. При построении графиков расхода теплоты необходимо учитывать тепловые потери в сетях и оборудовании в размере 5-7% суммарного расхода теплоты.

Часовые расходы теплоты на отопление и вентиляцию при температуре наружного воздуха t_Н = +8,8.°С:

Q_O = Q_O.MAX*[(t _В-t_Н)/ (t _В-t _О)] = 41,5*[(20-8,8)/ (20+40)] = 7,75 МВт

Q_В = Q_В.MAX*[(t _В-t_Н)/ (t _В-t _О)] = 14,254*[(20-8,8)/ (20+40)] =2,6 МВт

Тепловая нагрузка на систему горячего водоснабжения постоянна в течение всего отопительного периода:

Q_H= 7,1МВт

График среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, и будет представлять прямую, параллельную оси абсцисс с ординатой 7,1 МВт для отопительного периода и с ординатой 4,7 МВт для неотопительного периода.

Для построения годового графика теплоты по продолжительности тепловой нагрузки находим продолжительности стояния температур наружного воздуха в часах и продолжительность отопительного периода n = 5616 ч. Данные сводим в таблицу 2.

Таблица 2 — Продолжительность стояния температур наружного воздуха

n, ч.	Температура наружного воздуха
	-49.5 -45	-44.9 -40	-39.9 -35	-34.9 -30	-29.9 -25	-24.9 -20	-19.9 -15	-14.9 -10	-9.9 -5	-4.9 0	0.1 5	5.1 8
n	1	14	71	258	515	733	756	652	549	671	876	544
тем-ры	-45 и ниже	-40 и ниже	-35 и ниже	-30 и ниже	-25 и ниже	-20 и ниже	-15 и ниже	-10 и ниже	-5 и ниже	0 и ниже	5 и ниже	8 и ниже
∑ n	1	17	81	225	492	920	1581	2454	3316	4180	5026	5616

График по продолжительности тепловой нагрузки строится на основании суммарного часового графика с использованием данных по продолжительности стояния наружных температур. Для этого из точек на оси температур восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линией суммарного часового графика и из точек пересечения проводим горизонтальные прямые до пересечения с перпендикулярами, восстановленными из точек на оси продолжительности, соответствующих данным температурам. Соединив найденные точки плавной кривой, получим график по продолжительности тепловой нагрузки за отопительный период в течение 5616 часов.

Затем построим график по продолжительности тепловой нагрузки за неотопительный период, для чего проведем прямую параллельную оси абсцисс с ординатой равной 4,7 МВт до расчетной продолжительности работы системы теплоснабжения в году равной 5616 часов.

4 . Расчет и построение графика регулирования отпуска теплоты

Рассчитываем и строим температурные графики качественного регулирования отопительной нагрузки, так как он является основой для разработки всех видов регулирования. Делаем срезку температурного графика.

Произведем расчет при температуре наружного воздуха t_Н= -15°С.

Температура сетевой воды в подающей магистрали:

=20 + 62.5*0.583 ^0.8+ (70 — 0.5*25)*0.583 = 94,15°C

где t^/_В.— расчетная температура воздуха в помещении, принимается равной 20°С.

Относительная нагрузка на отопление:

Расчетный перепад температур сетевой воды:

Расчетный перепад температур в отопительных приборах:

Температура сетевой воды в обратной магистрали:

=20 + 62.5*0.583 ^0.8— 0.5*25*0.583 = 53.32 °С

Температура сетевой воды в обратной магистрали:

=20 + 62.5*0.583 ^0.8+ 0.5*25*0.583 =67,9 °С

Расчет отопительного температурного графика в программе Mathcad

₂₀

Расчетная температура внутреннего воздуха в помещениях

Температура наружного воздуха расчетная на отопление

_-40

₁₄₀

Расчетная температура сетевой воды в подающем трубопроводе

₇₀

Расчетная температура сетевой воды в обратном трубопроводе

₉₅

Расчетная температура воды перед элеватором

Температура воды в точке излома

70

5. Выбор трассы и типа прокладки тепловой сети

Выбор трассы и типа прокладки тепловых сетей выбирается в соответствии с требованиями и наносится на генплане района города от источника тепла до вводов в кварталы.

Схема тепловой сети тупиковая. Трассу целесообразно прокладывать двумя ветвями (магистраль и ответвление) по наиболее теплоплотным районам.

В данном курсовом проекте принимаем надземную прокладку по незастроенной территории, подземную канальную в районе города, по главной магистрали с первого участка по седьмой, в ответвлении – со второго по девятый. Бесканальная прокладка принимается в районе города на участке 7-8 и на участке 9-10.

Главная магистраль выбирается таким образом, чтобы нагрузки ответвлений были равномерными и потери напора в них были как можно ближе к располагаемому напору в месте подключения ответвления к магистральному трубопроводу.

Методы регулирования отпуска теплоты из систем центрального теплоснабжения

Потребители теплоты (системы отопления, вентиляции, ГВС) проектируют и строят, ориентируясь на расчётную мощность. Для систем отопления расчётной мощностью является количество теплоты, необходимое для возмещения тепловых потерь зданием при расчетной наружной температуре для отопления t_но. Для систем вентиляции расчётная мощность определяется в зависимости от назначения системы: при расчётной температуре наружного воздуха для отопления или при расчётной температуре для вентиляцииt_нв. Мощность систем ГВС определяется максимальным значением водоразбора (или средним при наличии баков аккумуляторов горячей воды) при заданной температуре горячей воды. Расчётная мощность при эксплуатации систем теплопотребления совпадает с фактической потребностью только при расчётных условиях. В остальное время требуемое количество теплоты для систем значительно ниже расчётной мощности и её значение зависит: для систем отопления и вентиляции — от изменения температуры наружного воздуха; для систем ГВС — от значения водоразбора. Т.о., в системах теплоснабжения подачу теплоты следует регулировать с таким расчётом, чтобы отпускаемое количество теплоты совпадало с потребностью в ней.

Отпуск теплоты на отопление регулируется тремя методами: качественным, количественным, качественно-количественным.

При качественном методе— изменяют температуру воды, подаваемую в тепловую есть (систему отопления) при неизменном расходе теплоносителя.

При количественном— изменяют расход теплоносителя при неизменной температуре.

При качественно-количественномодновременно изменяют температуру и расход теплоносителя.

В настоящее время отпуск теплоты системам отопления регулируют в основном качественным методом, т.к. при постоянном расходе воды системы отопления в меньшей степени подвержены разрегулировке.

В системах вентиляциидля регулирования отпуска теплоты применяют качественный и количественный методы.

Отпуск теплоты на ГВСрегулируют количественным методом — изменением расхода сетевой воды.

Описанные выше методы регулирования в чистом виде применяют только в раздельных системах теплоснабжения, в которых потребители отопления, вентиляции и ГВС обслуживаются от источника теплоты по самостоятельным трубопроводам. В двухтрубных тепловых сетях как наиболее экономичных по капитальным и эксплуатационным затратам, по которым теплоноситель одновременно транспортируется для всех видов потребителей, применяют на источнике теплоты комбинированный метод регулирования.

Комбинированное регулирование, состоит из нескольких ступеней, взаимно дополняющих друг друга, создаёт наиболее полное соответствие между отпуском тепла и фактическим теплопотреблением.

Центральное регулированиевыполняют на ТЭЦ или котельной по преобладающей нагрузке, характерной для большинства абонентов. В городских тепловых сетях такой нагрузкой может быть отопление или совместная нагрузка отопления и ГВС. На ряде технологических предприятий преобладающим является технологическое теплопотребление.

Групповое регулированиепроизводится в центральных тепловых пунктах для группы однородных потребителей. В ЦТП поддерживаются требуемые расход и температура теплоносителя, поступающего в распределительные или во внутриквартальные сети.

Местное регулирование— предусматривается на абонентском вводе для дополнительной корректировки параметров теплоносителя с учетом местных факторов.

Индивидуальное регулирование— осуществляется непосредственно у теплопотребляющих приборов, например у нагревательных приборов систем отопления, и дополняет другие виды регулирования.

Тепловая нагрузка многочисленных абонентов современных систем теплоснабжения неоднородна не только по характеру теплопотребления, но и по параметрам теплоносителя. Поэтому центральное регулирование отпуска тепла дополняется групповым, местным и индивидуальным, т.е. осуществляется комбинированное регулирование.

Прерывистое регулирование— достигается периодическим отключением систем, т.е. пропусками подачи теплоносителя, в связи с чем, этот метод называется регулирование пропусками. Центральные пропуски возможны лишь в тепловых сетях с однородным потреблением, допускающим одновременные перерывы в подаче тепла. В современных системах теплоснабжения с разнородной тепловой нагрузкой регулирование пропусками используется для местного регулирования.

В паровых системах теплоснабжения качественное регулированиенеприемлемо ввиду того, что изменение температур в необходимом диапазоне требует большого изменения давления.

Центральное регулирование паровых систем производится в основном количественным методом или путём пропусков. Однако периодическое отключение приводит к неравномерному прогреву отдельных приборов и к заполнению системы воздухом. Более эффективно местное или индивидуальное количественное регулирование.

№37