БЛОК № 3 – Теплоснабжение, газоснабжение

БЛОК № 3 – Теплоснабжение, газоснабжение

Классификация потребителей тепла. Сезонные и круглогодичные потребители. Определение максимальных часовых и среднечасовых расходов тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение зданий. Удельная тепловая характеристика здания и её определение.

+метод стр 5-13

Потребителями тепла системы централизованного теплоснабжения •являются:

а) теплоиспользующие санитарно-технические системы зда'няй (системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения);

б) различного рода технологические установки, использующие тепло низкого потенциала (до 300—350°С).

По режиму потребления тепла в течение года различают две группы потребителей:

1) сезонные потребители, нуждающиеся в тепле только в холодный гпериод года, с зависимостью расхода тепла в основном от температуры наружного воздуха;

2) круглогодовые потребители, нуждающиеся в тепле весь год, со слабо выраженной в большинстве случаев зависимостью расхода тепла •от температуры наружного воздуха.

К первой группе относятся системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, ко второй — системы горячего водоснабжения и •технологические установки. Если для систем кондиционирования воздуха искусственный холод в теплый период года вырабатывается на основе использования тепловой энергии абсорбционным или эжекторным методами, то такие системы входят во вторую группу.

Потребителей, получающих тепло от централизованной системы теплоснабжения, называют абонентами этой системы, а расходуемое абонентами тепло — тепловой нагрузкой источника тепла.

В зависимости от соотношения и режимов отдельных видов теплопотребления различают три характерные группы абонентов: жилые здания, общественные здания, промышленные здания и сооружения. В последнюю группу входят также сельскохозяйственные производственные здания и комплексы. Для жилых зданий характерны сезонные расходы тепла на отопление и вентиляцию и круглогодовой расход тепла на горячее водоснабжение, В жилых зданиях не устраивают специальной приточной вентиляции — свежий воздух поступает в помещения через форточки окон и неплотности в наружных ограждениях. Подогрев вентиляционного воздуха в этом случае возлагается на систему отопления. Для большинства общественных зданий основное значение имеют сезонные расходы тепла на отопление, вентиляпию и кондиционирование воздуха. У промышленных абонентов, в том числе и сельскохозяйственного направления, обычно имеются все виды теплопотребления количественное соотношение между которыми определяется видом основного производства. Некоторые общественно-коммунальные предприятия, такие, как бани, прачечные и т. п., по характеру теплопотребления следует рассматривать как производственные объекты.

Потребность абонентов в тепле не остается постоянной. Расходы тепла на отопление и вентиляцию изменяются в зависимости от температуры наружного воздуха, на горячее водоснабжение — в зависимости от режима потребления горячей воды населением (при отсутствии у абонентов аккумуляторов горячей воды), в технологических установках — в зависимости от режима работы теплоиспользующего оборудования.

Определяющими для проектирования и расчета централизованного теплоснабжения являются максимальные часовые (расчетные) расходы тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарные часовые расходы тепла по абоненту в целом с учетом несовпадения часовых максимумов расходов тепла по отдельным видам теплопотребления.

Для определения потребности в тепле абонентов системы централизованного теплоснабжения используют приближенные методы, в основе которых лежат укрупненные показатели. Степень укрупнения таких, показателей может быть различной. Например, по селитебной зоне города удельные расчетные расходы тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение (на.одного жителя, на 1 м² жилой площади и т. п.) относят или ко всей зоне в целом, или к ее отдельным территориально - структурным единицам: микрорайону, жилому району, общественному центру и т. п. Соотношение жилых и общественных зданий в таких структурных единицах города обычно бывает различным, вследствие чего для них оказываются различными и значения удельных показателей расходов тепла.

Из укрупненных показателей расходов тепла наименьшей степенью укрупнения, а следовательно, и наибольшей точностью обладают показатели по отдельным зданиям. На основе таких показателей и определяются в дальнейшем все иные показатели с большей степенью укрупнения.

На фазных стадиях проектирования системы теплоснабжения в зависимости от необходимой точности исходных данных пользуются показателями разной степени укрупнения. И лишь на самой поздней стадии проектирования, когда переходят к расчету мелких (квартальных, микрорайонных) тепловых сетей, расходы тепла определяют более точно: для новых объектов —по соответствующим типовым или индивидуальным проектам, для существующих объектов — по матеоиалам инвентаризации.

Классификация систем теплоснабжения. Общая характеристика водяных тепловых сетей (классификация, закрытые и открытые системы теплоснабжения, их достоинства и недостатки). Схемы присоединения местных систем теплопотребления к наружным тепловым сетям.

Классификация систем теплоснабжения: структурная схема, виды систем, характеристика теплоносителей - воды и пара, их достоинства и недостатки, технико-экономическое обоснование применения

Централизованные системы теплоснабжения обеспечивают потребителей теплом низкого и среднего потенциала (до 350°С), на выработку которого затрачивается около 25% всего добываемого в стране топлива.

Тепло, как известно, является одним из видов энергии, поэтому при решении основных вопросов энергоснабжения отдельных объектов и территориальных районов теплоснабжение должно рассматриваться совместно с другими энергообеспечивающими системами — электроснабжением и газоснабжением.

Система теплоснабжения состоит из следующих основных элементов (инженерных сооружений): источника тепла, тепловых сетей, абонентских вводов и местных систем теплопотребления.

Источниками тепла в централизованных системах теплоснабжения служат или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), производящие одновременно и электроэнергию, и тепло, или крупные котельные, именуемые иногда районными тепловыми станциями. Системы теплоснабжения на базе ТЭЦ называются «теплофикационными».

Полученное в источнике тепло передают тому или иному теплоносителю (вода, пар), который транспортируют по тепловым сетям к абонентским вводам потребителей.

В зависимости от организации движения теплоносителя системы теплоснабжения могут быть замкнутыми, полузамкнутыми и разомкнутыми.

В замкнутых системах потребитель использует только часть тепла, содержащегося в теплоносителе, а сам теплоноситель вместе с оставшимся количеством тепла возвращается к источнику, где снова пополняется теплом (двухтрубные закрытые системы). В полузамкнутых системах у потребителя используется и часть поступающего к нему тепла, и часть самого теплоносителя, а оставшиеся количества теплоносителе и тепла возвращаются к источнику (двухтрубные открытые системы). В разомкнутых системах как сам теплоноситель, так и содержащееся в нем тепло полностью используются у потребителя (однотрубные системы).

На абонентских вводах происходит переход тепла (а в некоторых случаях и самого теплоносителя) из тепловых сетей в местные системы теплопотребления. При этом в большинстве случаев осуществляется утилизация неиспользованного в местных системах отопления и вентиляции тепла для приготовления воды систем горячего водоснабжения.

На вводах происходит также местное (абонентское) регулирование количества и потенциала тепла, передаваемого в местные системы, и осуществляется контроль за работой этих систем. В зависимости от принятой схемы ввода, т. е. в зависимости от принятой технологии перехода тепла из тепловых сетей в местные системы, расчетные расходы теплоносителя в системе теплоснабжения могут изменяться в 1, 5—2 раза, что свидетельствует о весьма существенном влиянии абонентских вводов на экономику всей системы теплоснабжения.

В централизованных системах теплоснабжения в качестве теплоносителя используются вода и водяной пар, в связи с чем различают водяные и паровые системы теплоснабжения.

Вода как теплоноситель имеет ряд преимуществ перед паром. Некоторые из этих преимуществ приобретают особо важное значение при отпуске тепла с ТЭЦ. К последним относится возможность транспортирования воды на большие расстояния без существенной потери ее энергетического потенциала, т. е. ее температуры (понижение температуры воды в крупных системах составляет менее 1°С на 1 км пути). Энергетический потенциал пара—его давление — уменьшается при транспортировании более значительно, составляя в среднем 0, 1— 0, 15 МПа на 1 км пути. Таким образом, в водяных системах давление пара в отборах турбин может быть очень низким (от 0, 06 до 0, 2 МПа), тогда как в паровых системах оно должно составлять до 1—1, 5 МПа. Повышение же давления пара в отборах турбин приводит к увеличению расхода топлива на ТЭЦ и уменьшению выработки электроэнергии на тепловом потреблении.

Кроме того, водяные системы позволяют сохранить на ТЭЦ в чистоте конденсат греющего воду пара без устройства дорогих и сложных паропреобразователей. При паровых же системах конденсат возвращается от потребителей нередко загрязненным и далеко не полностью (40—50%), что требует значительных затрат на его очистку и приготовление добавочной питательной воды котлов. К другим достоинствам воды как теплоносителя относятся: меньшая стоимость присоединений к тепловым сетям местных водяных систем отопления, а при открытых системах еще и местных систем горячего водоснабжения; возможность центрального (у источника тепла) регулирования отпуска тепла потребителям изменением температуры воды; простота эксплуатации — отсутствие у потребителей неизбежных при. паре конденсатоотводчиков и насосных установок по возврату конденсата.

Пар как теплоноситель в свою очередь имеет определенные достоинства по сравнению с водой:

а) большую универсальность, заключающуюся в возможности удовлетворения всех видов теплопотребления, включая технологические процессы;

б) меньший расход электроэнергии на перемещение теплоносителя ( расход электроэнергии на возврат конденсата в паровых системах весьма невелик по сравнению с затратами электроэнергии на перемещение воды в водяных системах);

в) незначительность создаваемого гидростатического давления вследствие малой удельной плотности пара по сравнению с плотностью воды.

Неуклонно проводимая в нашей стране ориентация на более экономичные теплофикационные системы теплоснабжения и указанные положительные свойства водяных систем способствуют их широкому применению в жилищно-коммунальном хозяйстве городов и поселков. В меньшей степени водяные системы применяются в промышленности, где более 2/3 всей потребности в тепле удовлетворяются паром. Так как промышленное, теплопотребление составляет около 2/3 всего теплопотребления страны, доля пара в покрытии общего расхода тепла остается еще очень значительной.

Общая характеристика водяных тепловых сетей (классификация, закрытые и открытые системы теплоснабжения, их достоинства и недостатки). Причины преимущественного распространения 2х-трубных водяных тепловых сетей

В зависимости от числа теплопроводов в тепловой сети водяные системы теплоснабжения могут быть однотрубными, двухтрубными, трехтрубными, четырехтрубными и комбинированными, если число труб а тепловой сети не остается постоянным. Упрощенные принципиальные схемы указанных систем приведены на рис. 2.1.

Наиболее экономичные однотрубные (разомкнутые) системы (рис. 2.1, а) целесообразны только тогда, когда среднечасовой расход сетевой воды, подаваемой на нужды отопления и вентиляции, совпадает со среднечасовым расходом воды, потребляемой для горячего водоснабжения. Но для большинства районов нашей страны, кроме самых южных, расчетные расходы сетевой воды, подаваемой на нужды отопления и вентиляции, оказываются больше расхода воды, потребляемой для горячего водоснабжения. При таком дебалансе указанных расходов неиспользованную для горячего водоснабжения воду приходится отправлять в дренаж, что является очень неэкономичным. В связи с этим наибольшее распространение в нашей стране получили двухтрубные системы теплоснабжения: открытые (полузамкнутые) (рис. 2.1, б) и закрытые (замкнутые) (рис. 2.1, в)

При значительном удалении источника тепла от тешюснабжаемого района (при «загородных» ТЭЦ) целесообразны комбинированные системы теплоснабжения, представляющие собой сочетание однотрубной системы и полузамкнутой двухтрубной системы (рис. 2.1, г). В такой системе входящий в состав ТЭ'Ц пиковый водогрейный котел размещается непосредственно в тешюснабжаемом районе, образуя дополнительную водогрейную котельную. От ТЭЦ до котельной подается по одной трубе только такое количество высокотемпературной воды, которое необходимо для горячего водоснабжения. Внутри же теплоснабжаемого района устраивается обычная полузамкнутая двухтрубная система.

В котельной к воде от ТЭЦ добавляется подогретая в котле вода из обратного трубопровода двухтрубной системы, и общий поток воды с более низкой температурой, чем температура воды, поступающей от ТЭЦ, направляется в тепловую сеть района. В дальнейшем часть этой воды используется в местных системах горячего водоснабжения, а остальная часть возвращается в котельную.

Трехтрубные системы находят применение в промышленных системах теплоснабжения с постоянным расходом воды, подаваемой на технологические нужды (рис. 2, 1, д). Такие системы имеют две подающие трубы. По одной из них вода с неизменной температурой поступает к технологическим аппаратам и к теплообменникам горячего водоснабжения, по другой вода с переменной температурой идет на нужды отопления и вентиляции. Охлажденная вода от всех местных систем возвращается к источнику тепла, но одному общему трубопроводу.

Рис 2 1. Принципиальные схемы водяных систем теплоснабжения

а - однотрубной (разомкнутой), б - двухтрубной открытой (полузамкнутой), в- двухтрубной закрытой (замкнутой); г – комбинированной, д – трехтрубной, е – четырехтрубной, 1 – источник тепла, 2 - подающий трубопровод теплосети; 3 – абонентский ввод, 4 - калорифер вентиляции, 5 - абонентский теплообменник отопления; 6 - нагревательный прибор, 7 - трубопроводы местной системы отопления, 8 - местная система горячего водоснабжения, 9 – обратный трубопровод теплосети, 10 - теплообменник горячего водоснабжения, 11 – холодный водопровод, 12 – технологический аппарат, 13 - подающий трубопровод горячего водоснабжения, 14 – рециркуляционный трубопровод горячего водоснабжения, 15 – котельная, 16 – водогрейный котел, 17 – насос

Четырехтрубные системы (рис. 2.1, е) из-за большого расхода металла применяются лишь в мелких системах с целью упрощения абонентских вводов. В таких системах вода для местных систем горячего водоснабжения приготовляется непосредственно у источника тепла (в котельных) и по особой трубе подводится к потребителям, где непосредственно поступает в местные системы горячего водоснабжения. В этом случае у абонентов отсутствуют, подогревательные установки горячего водоснабжения и рециркуляционная вода систем горячего водоснабжения возвращается для подогрева к источнику тепла. Две другие трубы в такой системе предназначаются для местных систем отопления и вентиляции.

Принципиальные схемы присоединения местных систем теплопотребления к наружным тепловым сетям. Достоинства и недостатки схем, область применения. Назначение индивидуальных (ИТП) и центральных (ЦТП) тепловых пунктов.

Присоединение местных систем теплопотребления к тепловым сетям. Переход тепла из тепловых сетей в местные системы теплопотребления происходит или без снижения потенциала тепла, или с его снижением. Без снижения потенциала тепла в водяных системах присоединяются непосредственно к тепловой сети калориферы систем вентиляции и системы отопления производственных помещений, в которых по нормам допускается повышенная температура воды в нагревательных приборах. С понижением потенциала тепла к тепловой сети присоединяются системы отопления большинства абонентов (за исключением вышеуказанного случая) и системы горячего водоснабжения. Максимальная температура воды в тепловой сети обычно равна 150°С, но в некоторых системах она достигает 180-190°С. Максимальная же температура воды по санитарно-гигиеническим требованиям в системах отопления не должна превышать 95—105°С, в системах горячего водоснабжения 75°С.

Принципиальные схемы присоединения местных систем к тепловым сетям с понижением и без понижения лотенциала тепла приведены на рис. 2.3.

Для снижения потенциала тепла, передаваемого в местные системы, применяются теплообменные устройства (теплообменники) смесительного и поверхностного типа. Смесительные узлы для отопления бывают с элеваторам и насосом (рис. 2.3, в и д).

Рис. 2.3. Присоединение местных систем теплопотреблення к тепловым

сетям непосредственное (а, б) и с понижением потенциала (в—д)

1 — подающий и обратный трубопроводы тепловой сети; 2 — калорифер вентиляции; 3 — местная система отопления; 4 — воздушник; 5 — элеваторный смесительный узел; 6 —элеватор; 7 — поверхностный теплообменник отопления; 8 — расширительный сосуд; 9 — циркуляционный насос; 10 — насосный смесительный узел; 11 —подмешивающий насос; 12 — подпиточное устройство

Рис. 2.4. Схема элеватора

1—сопло; 2 — вход подмешиваемой воды; 3 — камера выравнивания скорости; 4 — диффузор

Схема элеватора приведена на рис. 2.4. Элеватор выполняет две функции: служит смесителем воды и побудителем циркуляции воды в местной системе. Элеваторные смесительные узлы были предложены проф. В. М. Чаплиным еще в начале развития централизованного теплоснабжения в нашей стране и с тех пор получили широкое распространение в отечественной практике благодаря простоте устройства (отсутствию движущихся частей) и надежности в эксплуатации. Недостатками элеваторных смесительных узлов являются:

а) малый КПД (0, 25—0, 3), вследствие чего для создания заданной разнрсти давлений после элеватора (в подающем и обратном трубопроводах местной системы) в трубопроводах теплосети до элеватора необходимо иметь значительно большую (в 8—10 раз) разницу давлений. Это приводит к необходимости увеличения мощности располагаемого у источника тепла циркуляционного насоса, за счет работы которого и обеспечивается подмешивание в элеваторе;

б) невозможность осуществления автономной циркуляции воды в местной системе отопления при аварийном прекращении циркуляции воды в тепловой сети, что при отрицательных наружных температурах ускоряет остывание отапливаемых помещений и способствует замерзанию воды в наиболее уязвимых местах местной системы (например, в лестничных клетках и т. п.);

в) постоянство коэффициента подмешивания u = G_под/G_сети, т. е. постоянство соотношения между количеством подмешиваемой воды из обратного трубопровода G_под и количеством сетевой воды, проходящей через сопло элеватора, G_сети, что жестко связывает между собой гидравлический и температурный режимы тепловой сети и местной системы отопления.

Последний недостаток элеваторов не. позволяет с повышением наружной температуры уменьшать количество циркулирующей по тепловой сети воды с сохранением ее расчетной температуры, что уменьшило бы затраты электроэнергии на перемещение теплоносителя. При постоянном коэффициенте подмешивания всякое сокращение расхода сетевой, воды через сопло элеватора приводит к пропорциональному сокращению расхода воды в местной системе отопления, а это вызывает ее разрегулировку, т. е. неравномерную теплоотдачу отдельных нагревательных приборов.

В тех случаях, когда по указанным выше причинам применение элеваторов невозможно (при малой разности давлений в трубах тепловой сети) или нерационально, в смесительных узлах применяют насосы. При индивидуальных абонентских вводах, располагаемых в самих зданиях, насосы в смесительных узлах должны быть бесшумными, но так как в больших количествах отечественная промышленность таких насосов еще не выпускает, то на практике смесительные узлы применяют только при выносных групповых вводах.

В последние годы делаются попытки внедрения в практику элеваторов «с регулируемым соплом», т. е. элеваторов с переменным выходным сечением сопла (рис. 2.5). Такие элеваторы позволяют в определенных пределах изменять коэффициент подмешивания, что расширяет. область их применения по сравнению с элеваторами обычной конструкции.

Рис. 25. Схема элеватора с регулируемым соплом

1 — сопло; 2 — всасывающая камера; 3 — регулирующая игла; 4—камера смешения;, 5 — днффузор, 6 - выход смешанной воды; 7 — вход подмешиваемой воды; 8 — шток регулирующий иглы; 9 — механизм для перемещения регулирующей иглы; 10 — вход высоко-температурной воды

Гидравлическая связь между теплоносителем в тепловой сети и теплоносителем в местной системе при непосредственном или понизительном, через смесительные узлы, присоединении местных систем к тепловой сети обусловливает зависимость давления в местных системах от давления в трубах тепловой сети, поэтому все такие присоединения получили общее название «зависимых» присоединений.

Наиболее уязвимым элементом местной системы отопления по давлению являются нагревательные приборы и, в частности, чугунные радиаторы, рабочее давление в которых (даже у новых моделей) не должно превышать 0, 6 МПа. Наибольшее значение при зависимом присоединении имеет давление в обратном трубопроводе тепловой сети, так как в этом случае давление в обратном трубопроводе местной системы (в первых этажах здания) не может быть ниже давления в обратном трубопроводе сети. Давление же в подающем трубопроводе тепловой сети имеет меньшее значение для местных систем, так как при движении воды онр может быть снижено задвижкой или специальным дросселирующим устройством. При элеваторных смесительных узлах снижение давления в подающей трубе происходит в сопле элеватора. Во избежание попадания местных систем под высокое давление в подающем трубопроводе тепловой сети существуют определенные правила открытия и закрытия задвижек при включении и отключении местных систем. При пуске в действие местной системы сначала открывается задвижка на обратном трубопроводе, чем вся система отопления ставится под низкое давление в обратной трубе сети, и только потом до нужных пределов открывается задвижка на подающем трубопроводе. При отключении местной системы от тепловой сети закрывается сначала задвижка, на подающем трубопроводе и лишь затем закрывается задвижка на обратном трубопроводе.

Присоединения местных систем к тепловой сети через поверхностные теплообменники (см. рис. 2.3), когда отсутствует гидравлическая связь между теплоносителями в тепловой сети и местных системах и давление в тепловой сети не передается в местные системы, получили название «независимых». «Независимое» присоединение систем отопления к тепловой сети сложнее и дороже «зависимого». Кроме дорогих тешюобменных устройств система отопления при независимом присоединении должна быть оснащена таким дополнительным оборудованием, как насосы для создания циркуляции воды, расширительный сосуд и подпиточное устройство, обеспечивающее пополнение системы отопления водой из тепловой сети.

К достоинствам независимого присоединения кроме автономности режима давлений в местной системе относятся:

а) возможность применения в тепловых сетях более высокотемпературного теплоносителя, что уменьшает затраты по транспортированию тепла; при зависимом присоединении это невозможно из-за вскипания воды в сопле элеватора и возникновения при этом шума;

б) возможность изменения расхода и температуры воды в тепловой сети, что имеет особое значение при работе нескольких источников тепла на единую тепловую сеть

в) автономность циркуляции воды в системе отопления;

г) в открытых системах теплоснабжения меньшая загрязненность воды, используемой для горячего водоснабжения, так как при независимом присоединении вода отбирается из труб теплосети до отопительного теплообменника и не проходит через систему отопления.

При повсеместном применении независимого присоединения в теплоснабжаемом районе значительно увеличивается надежность системы теплоснабжения и сокращаются сроки ликвидации аварий. Автономная циркуляция воды в местных системах позволяет длительное время поддерживать положительную температуру воздуха в отапливаемом помещении, а гидравлическая разобщенность местных систем и тепловой сети сокращает время слива воды из аварийных участков сети и время наполнения этих участков водой после ремонта.

Центральные тепловые пункты (ЦТП). Групповые подогревательные установки горячего водоснабжения, размещаемые обычно в отдельных строениях, получили название центральных тепловых пунктов (ЦТП), хотя центральным в указанном случае является только приготовление горячей воды, так как приготовление теплоносителей для местных систем отопления происходит при этом у каждого абонента отдельно. Более точно название ЦТП соответствует лишь такому их варианту, когда центрально (групповым методом) приготовляется для нескольких зданий не только вода для местных систем горячего водоснабжения, но и теплоноситель для систем отопления. Такие варианты ЦТП применяются при абонентах с небольшими расходами тепла и незначительном удалении их от ЦТП.

С появлением ЦТП (рис. 2.11) двухтрубные системы превратились в системы комбинированные с двухтрубной тепловой сетью от источника до ЦТП и четырехтрубной (как минимум, см. далее) квартальной тепловой сетью от ЦТП до отдельных зданий (две трубы на горячее водоснабжение и две трубы для отопления и вентиляции). Четырехтрубность квартальных тепловых сетей не только увеличила их стоимость, но и значительно усложнила их эксплуатацию. При распространенных на практике подземных прокладках тепловых сетей оказались невозможными контроль и своевременная ликвидация коррозионных повреждений труб горячего водоснабжения, которые часто в нарушение существующих норм прокладываются неоцинкованными. Усиленной коррозии труб горячего водоснабжения в закрытых системах теплоснабжения способствует также отсутствие на ЦТП какой-либо обработки водопроводной воды, поступающей в системы горячего водоснабжения. В результате коррозии труб горячего водоснабжения подземные каналы заливаются водой, и от коррозии страдают и трубы системы отопления, которые, как правило, прокладываются совместно с трубами горячего водоснабжения.

Рис. 2.11. Схема центрального теплового пункта (ЦТП) с последо.вательным включением подогревателей горячего водоснабжения

1, 2 — подогреватели горячего водоснабжения; 3 — регулятор расхода сетевой воды; 4 — датчик регулятора расхода; 5— трубопроводы системы горячего водоснабжения; 6 — трубопроводы системы отопления; 7 — под мешивающий насос; 8 — перемычка; 9 —. циркуляционный насос; 10 — тепловая сеть

Положительные стороны ЦТП:

а) уменьшение суммарной поверхности подогревателей Горячего водоснабжения вследствие уменьшения коэффициента максимальной часовой неравномерности потребления тепла в системе горячего водоснабжения и сокращения излишков в поверхностях нагрева, получающихся в индивидуальных установках при компоновке подогревателей из стандартных секций;

б) уменьшение количества, автоматических приборов и насосных установок для создания циркуляции в системах горячего водоснабжения;

в) меньшее количество обслуживающего персонала и лучшие условия для создания дистанционного управления отпуском тепла.

На ЦТП могут применяться те же схемы, что и на индивидуальных вводах, т. е. схемы как со связанной, так и с нормальной подачей тепла в системы отопления. При применении на ЦТП связанной подачи возникают осложнения с подачей тепла к калориферам приточной вентиляции, так как в подающем трубопроводе (отопительном) температура воды колеблется в течение суток в зависимости от величины водоразбора.

В конкретных местных условиях для нормального обеспечения систем вентиляции теплом может оказаться целесообразным одно из следующих мероприятий:

а) расчет в процессе проектирования калориферов вентиляции и трубопроводов к ним на самую низшую температуру воды в подающем трубопроводе, соответствующую максимальному водоразбору;

б) прокладка к зданию дополнительной подающей линии помимо ЦТП; в этом случае по отдельным направлениям квартальной тепловой сети будут пятитрубные прокладки: две подающие трубы на отопление и вентиляцию, одна общая обратная от этих местных систем и две трубы горячего водоснабжения;

в) устройство самостоятельного ввода с подачей тепла от магистральных тепловых сетей, что целесообразно при абонентах с большими расходами тепла на вентиляцию или кондиционирование.

Схемы абонентских вводов ИТП закрытых систем теплоснабжения со связанной подачей теплоты (параллельная одноступенчатая схема, последовательные одноступенчатая и 2х-ступенчатая схемы; принцип действия схем, режимы регулирования, достоинства и недостатки, область применения).

Нормальная и связанная подача тепла в системы отопления. На абонентских вводах, обслуживающих местные системы горячего водоснабжения и отопления, при отсутствии в системе горячего водоснабжения баков-аккумуляторов находят применение два способа подачи тепла в систему отопления: нормальная и связанная подача. При нормальной подаче система отопления получает тепло независимо от системы горячего водоснабжения и любые изменения в расходе тепла на горячее водоснабжение не отражаются на количестве тепла, получаемого системой отопления. При связанной подаче количество тепла, получаемого системой отопления, зависит от расхода тепла в системе горячего водоснабжения. Достигается это лимитированием (ограничением) общего количества тепла, поступающего на ввод из расчета часового расхода тепла на отопление и среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение. При этом поступление тепла в систему горячего водоснабжения не ограничивается, в результате чего всякое отклонение расхода тепла на горячее-водоснабжение от среднечасового вызывает противоположное изменение в подаче тепла в систему отоплений и соответствующее изменение температуры воздуха внутри отапливаемых помещений. В среднем же за сутки в отапливаемых помещениях обеспечивается заданная температура внутреннего воздуха.

Схемы абонентских вводов, иллюстрирующие сам принцип осуществления связанной подачи тепла в систему отопления, приведены на рис. 2.6.

На вводах закрытых систем теплоснабжения влияние горячего водоснабжения на подачу тепла в систему отопления мажет осуществляться путем изменения или температуры (схема а), или расхода (схема б) сетевой воды, поступающей в теплообменник отопления.

По схеме а подогреватель горячего водоснабжения 5 установлен на сетевой воде до теплообменника отопления 8 и имеет обводной трубопровод 6. Перераспределение сетевой воды между подогревателем и обводным трубопроводом осуществляется трехходовым регулятором температуры 3, получающим импульс от температуры воды, поступающей в местную систему горячего водоснабжения 4. При отсутствии водоразбора регулятор температуры 3 перекрывает поступление сетевой воды к теплообменнику горячего водоснабжения и вся сетевая вода проходит по отводной трубе 6 и с наибольшей температурой, равной температуре воды в сети, поступает в теплообменник отопления 8. Отапливаемые помещения подучают в эти часы повышенное количество тепла. Днем же, в часы максимального водоразбора, регулятор температуры перекрывает обводной трубопровод и вся сетевая вода проходит через теплообменник горячего водоснабжения. В эти часы в теплообменник отопления поступает сетевая вода с наиболее низкой температурой и отапливаемые помещения недополучают тепло.

Рис. 2.6. Схемы вводов, отражающие основной принцип связанной подачи тепла в систему отопления

а — ввод закрытой системы теплоснабжения с влиянием горячего водоснабжения на температуру греющей воды теплообменника отопления; б — то же, с влиянием горячего водоснабжения иа расход греющей воды теплообменника отопления; в — ввод открытой системы теплоснабжения; 1 — тепловая сеть; 2 — ограничитель расхода сетевой воды; 3 — трехходовой регулятор температуры; 4 — местная система горячего водоснабжения; 5 — подогреватель горячего водоснабжения; 6 — обводной трубопровод; 7 — водопровод; 8 — теплообменник отопления; 9 — местная система отопления; 10, 11 — отбор воды из подающего и обратного трубопроводов тепловой сети; 12—двухходовой регулятор температуры; 13 — смеситель

По схеме б подогреватель горячего водоснабжения 5 включен по сетевой воде параллельно с теплообменником отопления. При этой схеме в зависимости от величины водоразбора трехходовой регулятор температуры 3 перераспределяет сетевую воду между теплообменниками горячего водоснабжения и отопления. В ночные часы при отсутствий водоразбора теплообменник отопления получает максимальное количество сетевой воды, а в часы максимального водоразбора — минимальное. Общее количество поступающей на ввод сетевой воды как при схеме а, так и при схеме б лимитируется автоматом 2.

По схеме а поверхность нагрева теплообменника горячего водоснабжения будет всегда меньше, чем по схеме б (за исключением случая, яогда в расчетном режиме при максимальном водоразборе Q_от=0). Происходит это потому, что в часы максимального водоразбора через этот теплообменник по схеме а проходит вся сетевая вода, а по схеме б только часть сетевой воды. В результате средняя разность температур и коэффициент теплопередачи в теплообменнике по схеме а всегда больше, чем по схеме б.

При открытых системах теплоснабжения влияние горячего водоснабжения на подачу тепла в систему отопления осуществляется только путем изменения количества сетевой воды, поступающей в теплообменник отопления (схема в). По этой схеме к смесителю 13 поступает вода из подающего 11 и обратного 10 трубопроводов тепловой сети. Количество воды, отбираемой из подающей трубы, давление в которой всегда больше давления в обратной трубе, регулируется двухходовым регулятором температуры 12. Чем больше общий отбор воды и чем ниже температура воды в тепловой сети t_с, тем больше количество воды, отбираемой из подающего трубопровода, и тем меньше сетевой воды поступает к теплообменнику отопления.

Основное преимущество связанной подачи тепла в систему отопления перед нормальной подачей состоит в меньших расчетных расходах сетевой воды, что снижает затраты на сооружение тепловых сетей и перемещение теплоносителя. Сокращение расчетных расходов сетевой воды при связанной подаче тепла происходит:

а) в результате уменьшения расчетных расходов тепла, так как при связанной подаче расчетный часовой расход тепла на ввод складывается из нормального расхода тепла на отопление и среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение, в то время как при нормальной подаче рас

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒