Регулирование отпуска теплоты в закрытых системах теплоснабжения

Отпуска теплоты

Расчет и построение графиков регулирования

В системах теплоснабжения с разнородными тепловыми нагрузками применяют многоступенчатую систему регулирования отпуска теплоты, имеющую следующий принцип построения:

- центральное регулирование производят на ТЭЦ или в котельной по преобладающей тепловой нагрузке района;

- групповое или местное регулирование – в узлах присоединения отдельных видов тепловых нагрузок;

- индивидуальное регулирование – непосредственно у тепло-потребляющих приборов.

Применение многоступенчатого регулирования приводит к снижению расхода теплоты на отопление за счет ликвидации "перетопов" зданий в диапазоне от +8°С до температуры наружного воздуха, соответствующей точке излома графика температур воды, и к снижению расхода теплоносителя на единицу отпущенной теплоты.

Согласно [4] в водяных тепловых сетях следует применять центральное качественное регулирование отпуска теплоты путем изменения температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха.

В водяных тепловых сетях принимают центральное качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

Если тепловая нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет менее 65% суммарной тепловой нагрузки, а ρ^ср = Q_hm/Q_o,max< 0,15, регулирование отпуска теплоты принимают по нагрузке отопления. При этом в тепловой сети поддерживается отопительно-бытовой температурный график.

Построение графика центрального качественного регулирования отпуска теплоты по отопительной нагрузке основано на определении зависимости температуры сетевой воды в подающей и обратной магистралях от температуры наружного воздуха.

Для зависимых схем присоединения отопительных установок к тепловым сетям температуру воды в подающей t_1,o и обратной t_2,o магистралях в течение отопительного периода, т.е. в диапазоне температур наружного воздуха от +8 ^оС до t_o , рассчитывают по выражениям:

t_1,o = t_i + D +( – 0,5Q¢) ; (13)

t_2,о = t_i + D - 0,5Q¢ . (14)

Здесь t_i – расчетная температура внутреннего воздуха, ^оС;

t_н –температура наружного воздуха, ^оС;

D – температурный напор отопительного прибора, ^оС,

D = - t_i ,

где – температура воды в подающем трубопроводе системы отопления после элеватора при t_o, ^оС;

– температура воды в обратном трубопроводе после системы отопления при t_o, ^оС;

–расчетный перепад температур воды в тепловой сети, ^оС,

= - ,

где – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха t_o;

Q¢ – расчетный перепад температур воды в местной системе отопления, ^оС,

Q¢ = - .

Задаваясь различными значениями температуры наружного воздуха t_н в пределах от +8 ^оС до t_o, определяют t_1,o и t_2,o и строят отопительный график температур воды в подающей и обратной магистралях тепловой сети.

Так как по тепловым сетям одновременно подается теплота на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, для удовлетворения тепловой нагрузки горячего водоснабжения необходимо внести коррективы в отопительный график температур воды. Так как температура горячей воды в водоразборных стояках системы горячего водоснабжения должна быть не менее 55 ^оС, то температура нагреваемой воды на выходе из водоподогревателя горячего водоснабжения должна быть 60-65 ^оС. Поэтому минимальная температура сетевой воды в подающей магистрали принимается равной 70 ^оС для закрытых систем теплоснабжения. Для этого отопительный график срезается на уровне 70 ^оС, полученный график температур воды в тепловой сети называется отопительно-бытовым. Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома графика, обозначается .Точка излома графика делит его на две части с различными режимами регулирования: в диапазоне температур наружного воздуха от до t_о осуществляется центральное качественное регулирование отпуска теплоты, в диапазоне температур от +8 ^оС до осуществляется местное регулирование всех видов тепловых нагрузок.

В I диапазоне температур наружного воздуха от t_н= +8 ^оС до , когда температура сетевой воды в подающей магистрали остается постоянной, осуществляется местное количественное регулирование отопительной нагрузке ирасход сетевой воды на отопление определяют по выражению:

, (15)

где G_o,max – расчетный расход воды на отопление.

Во II диапазоне температур наружного воздуха от до t_н в системе поддерживается центральное качественное регулирование отопительной нагрузки и расход сетевой воды на отопление поддерживается постоянным с помощью регулятора расхода (РР), равным расчетному G_o.

По рассчитанным значениям расхода воды на отопление строят график: G_o = f(t_н).

В системах теплоснабжения с жилищно-коммунальной нагрузкой более 65% суммарной тепловой нагрузки, а также при ρ^ср= Q_hm/Q_o,max³ 0,15 принимают центральное качественное регулирование отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

Применение данного метода регулирования отпуска теплоты позволяет рассчитывать магистральные теплопроводы по суммарному расходу сетевой воды на отопление и вентиляцию, не учитывая расход воды на горячее водоснабжение. Для удовлетворения нагрузки горячего водоснабжения температура воды в подающей магистрали принимается выше, чем по отопительному графику, и большинство потребителей системы отопления и горячего водоснабжения должны присоединяться к тепловой сети по принципу связанной подачи теплоты. При этом строительные конструкции зданий служат аккумуляторами теплоты, выравнивающими неравномерность суточного графика тепловой нагрузки горячего водоснабжения.

При этом способе регулирования отпуска теплоты в тепловой сети поддерживается повышенный температурный график, который строится на основании отопительно-бытового температурного графика.

Расчет повышенного температурного графика заключается в определении перепада температур сетевой воды в водоподогревателях верхней δ₁ и нижней δ₂ ступеней при различных температурах наружного воздуха и балансовой нагрузке горячего водоснабжения:

= χ^{δ .} Q_hm , (16)

где χ^δ – балансовый коэффициент, учитывающий неравномерность расхода теплоты на горячее водоснабжение в течение суток, принимается χ^δ = 1,2.

Суммарный перепад температур сетевой воды в водоподогревателях верхней и нижней ступеней δ в течение всего отопительного периода постоянен и определяется согласно [4] по формуле:

δ = δ₁ + δ₂ = ( / Q_o,max )( - ) . (17)

Задаваясь величиной недогрева водопроводной воды до температуры греющей воды в нижней ступени водоподогревателя Δ = 5-10 ^оС, определяют температуру нагреваемой водопроводной воды после нижней (первой) ступени водоподогревателя при температуре наружного воздуха, соответствующей точке излома температурного графика :

= - Δ , (18)

где – температура воды в обратном трубопроводе после системы отопления, соответствующая точке излома температурного графика, ^оС.

Перепад температур сетевой воды в нижней ступени водоподогревателя δ₂ при различных температурах наружного воздуха определяют:

при = δ( - t_c)/(t_h - t_c); (19)

при t_нδ₂ = (t_2,o - t_c)/( - t_c) . (20)

Здесь t_h – температура горячей воды, поступающей в систему горячего водоснабжения, ^оС;

t_c – температура холодной водопроводной воды в отопительный период, ^оС.

Зная δ₂ и , находят температуру сетевой воды в обратной магистрали по повышенному температурному графику:

t_2,n = t_2,o - δ₂; (21)

= - . (22)

Перепад температур сетевой воды в верхней (второй) ступени водоподогревателя определяют:

при t_н – δ₁ = δ – δ₂ ; (23)

при – = δ – . (24)

Температура сетевой воды в подающей магистрали тепловой сети для повышенного температурного графика:

t_1,n = t_1,o + δ₁; (25)

= + . (26)

Определив значения температур воды в подающей и обратной магистралях тепловой сети, строят повышенный температурный график.

Выбор схемы включения водоподогревателей горячего водоснабжения на ЦТП производят согласно [8] на основе:

ρ^м = Q_h,max/Q_o,max (27)

При применении в тепловом пункте регуляторов расхода воды на отопление с регулированием отпуска теплоты в тепловых сетях по отопительно-бытовому температурному графику используются схемы:

для ρ^м < 0,2 и ρ^м > 1,0 – параллельная;

для 0,2 ≤ ρ^м ≤ 1,0 – двухступенчатая смешанная.

При применении в тепловом пункте регуляторов расхода воды с регулированием отпуска теплоты в тепловых сетях по повышенному температурному графику используются схемы:

для ρ^м < 0,2 и ρ^м > 1,0 – параллельная;

для 0,2 ≤ ρ^м ≤ 1,0 – двухступенчатая последовательная.

При применении в тепловом пункте электронных регуляторов расхода теплоты на отопление независимо от графика регулирования отпуска теплоты используются схемы:

для ρ^м < 0,2 и ρ^м > 1,0 – параллельная;

для 0,2 ≤ ρ^м ≤ 1,0 – двухступенчатая смешанная с ограничением максимального расхода воды из тепловой сети на ввод.