Определение максимально часовых и среднечасовых расходов тепла на отопление и вентиляцию зданий по укрупненным показателям. Удельная тепловая характеристика здания и её определение.

Стр 1 из 13Следующая ⇒

Отопление. В большинстве случаев в общественных зданиях устраивается приточно-вытяжная вентиляция, при наличии которой внутреннее тепловыделения и затраты тепла на подогрев инфильтра-ционного воздуха учитываются при определении расхода тепла на вентиляцию. В связи с этим часовой расход тепла на отопление отдельного общественного здания Q_от, кДж/ч, определяется по формуле

(1.31)

где 1, 1—коэффициент, учитывающий дополнительные потери тепла в системе отопления (СНиП II-33-75); — объем здания по наружному обмеру, м³; —удельный расход тепла на отопление, кДж/(м³-ч-°С); — осредненная по зданию внутренняя температура, °С; t_н — температура наружного воздуха, °С; — коэффициент, учитывающий затраты тепла на подогрев инфильтрационного воздуха, равный в зданиях с вытяжной вентиляцией, не компенсированной подогретым притоком, 0, 1—0, 2; в зданиях с приточной вентиляцией 0; — температурный коэффициент, определяемый по формуле (1.11).

Вентиляция. Расход тепла на подогрев приточного воздуха , кДж/ч, приближенно находят по формуле

(1.32)

где —вентиляционно-тепловая характеристика здания, кДж/(м³ч°С).

Для определения максимального расчетного расхода тепла вместо текущей наружной температуры t_н в формулу (1.32) подставляют расчетную для вентиляции температуру наружного воздуха Значение для зданий с общеобменной вентиляцией принимают равным средней наружной температуре наиболее холодного периода года (параметры А по СНиП II-33-75); для зданий с удалением вредных веществ, зданий с местными отсосами воздуха, зданий с воздушным душированием — равным расчетной наружной температуре для отопления (параметры Б по СНиП II-33-75).

Для зданий с > приток свежего воздуха при t_н < уменьшают с сохранением расчетного расхода тепла на вентиляцию. Это считается допустимым, так как для большинства районов нашей страны продолжительность периода с t_н < составляет не более 10—13% продолжительности всего отопительного периода.

Физический смысл вентиляционно-тепловой характеристики здания раскрывается выражением

где m=V_в/V_н коэффициент, равный отношению вентилируемого объема здания V_в к объему здания по наружному обмеру V_н; n — средняя кратность воздухообмена в вентилируемых помещениях, ч^-1; с — удельная объемная теплоемкость воздуха, равная 1, 26 кДж/(м³°С).

4. Определение максимально часовых и среднечасовых расходов тепла на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий в соответствии со СНиП 2.04.07-86*. Укрупненные показатели максимальных тепловых потоков на отопление.

Определение среднечасовых и максимально часовых расчетных расходов тепла на горячее водоснабжение жилых, общественных и промышленных зданий. Укрупненные показатели среднечасового теплового потока в соответствии со СНиП 2.04.07-86

Горячее водоснабжение. Часовые расходы тепла. В СНиП II-34-76 приведено два значения расхода горячей воды на одного жителя в сутки: средний расход воды за сутки отопительного периода q_Сут.ср и увеличенный расход воды в сутки наибольшего водопотребkения g_cy_т._max. Отношение g_cy_т._max/q_Сут.ср =К_сут называют коэффициентом суточной неравномерности расхода воды. В сутки наибольшего водопотребления расход воды по отдельным часам суток также неравномерен и в. часы максимального водопотребления в несколько раз превышает средний расход воды за эти сутки. Отношение максимального часового расхода воды q_ч:_mах к среднечасовому расходу воды q_ч.ср, т. е. K_ч= q_ч:_mах/ q_ч.ср, характеризует часовую неравномерность расхода воды в сутки наибольшего водопотребления. Максимальный часовой расход воды q_ч:_mах нельзя смешивать с приводимым в нормах расходом воды в час наибольшего водопотребления g_и.ч. Последний как некоторый предел применяется для определения вероятности действия водоразборных приборов и становится равным q_ч:_mах только при бесконечно большом числе водоразборных приборов. Среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение в сутки отопительного периода Q_ч.ср., кДж/ч, определяют, согласно нормам, по выражению

(1.21)

где N число жителей; g_cy_т._cp — расход горячей воды одним жителем в сутки отопительного сезона, кг/(сут-житель) [ в нормах этот расход дан в л/{ сут-житель), но при плотности воды р=1000 кг/м³ численные значения л/(сут-житель) и кг/(сут житель) совпадают ]; с —удельная теплоемкость воды, равная 4, 19 кДж/(кг-°С); t_г — средняя температура воды в водоразборных стояках систем горячего водоснабжения, принимаемая равной 55°С; t_x — температура холодной воды в водопроводе, принимаемая при отсутствии особых указаний в задании на проектирование равной 5°С; — потери тепла подающими и циркуляционными трубопроводами в системе горячего водоснабжения, кДж/ч.

При проектировании централизованного теплоснабжения диаметры и длины трубопроводов местных систем горячего водоснабжения обычно бывают еще неизвестны и потому значения приходится оценивать ориентировочно, выражая их в долях расхода тепла на подогрев воды, т. е. полагая, что . В этом случае формула (1.21) принимает вид

(1.22)

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 расчетный часовой расход тепла на ввод складывается из нормального расхода тепла на отопление и максимального часового (при отсутствии аккумуляторов) расхода тепла на горячее водоснабжение, который в 2—3 раза больше среднечасового расхода тепла;

б) благодаря возможности применения в тепловых сетях так называемых «повышенных» графиков температур воды

К недостаткам связанной подачи тепла в систему отопления относятся:

а) наличие внутрисуточных колебаний температуры воздуха в отапливаемых помещениях;

б) сложность обеспечения отапливаемых помещений нормальным суточным количеством тепла при неравномерном расходе тепла в системе горячего водоснабжения по дням недели и различных соотношениях расходов тепла на горячее водоснабжение и на отопление у отдельных абонентов в теплоснабжаемом районе.

Величина внутрисуточного отклонения температуры внутреннего воздуха от ее нормального значения при связанной подаче тепла в систему отопления зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются:

а) теплоаккумулирующая способность отапливаемых зданий (помещений)

б) соотношение расходов тепла на горячее водоснабжение и на отопление

Чем больше теплоаккумулирующая способность здания и чем меньше соотношение расходов тепла на, горячее водоснабжение и на отопление, тем меньше амплитуда колебаний температуры внутреннего воздуха. Нормированной величины допустимых отклонений температуры внутреннего воздуха под влиянием горячего водоснабжения пока не существует, но большинство специалистов считают, что такие отклонения не должны превышать ± 1—l.5 ⁰C.

Рис. 2.7 Схемы абонентских вводов с нормальной подачей тепла в систему отопления а - паралльельная; б - смешанная; 1-тепловая сеть; 2 - местная система горячего водоснабжения, 3 – рециркуляционный трубопровод, 4 -регулятор расхода воды на отопление; 5 –теплообменник отопления, 6 местная система отопления; 7 - перемычка; 8 -циркуляционный насос, 9 — водопровод; 10 — подогреватель горячего водоснабжения; 10_I и 10_II -то же, I и II ступени; II — датчик внутренней температуры

Связанная подача тепла в систему отопления наиболее эффективна в крупных системах теплоснабжения при максимальном часовом расходе тепла на горячее водоснабжение более 10% расчетного расхода тепла на отопление. В небольших системах теплоснабжения, в которых уменьшение диаметров теплопроводов мало изменяет общую стоимость тепловых сетей, в ряде случаев более целесообразна нормальная подача тепла в систему отопления при наиболее простой схеме абонентского ввода.

Рис. 2.8. Элеваторный узел с дополнительным насосом 1 — элеватор; 2— насос; 3 — обратный клапан

циркуляции воды в тепловой сети. При групповом абонентском вводе дополнительный насос устанавливается в ЦТП (см. далее рис. 2.11).

Увеличение подмешивания необходимо в теплый период отопительного сезона во избежание подачи излишнего тепла в систему отопления, когда в целях нагревания воды систем горячего водоснабжения до заданной температуры (60—65°С) температура воды в тепловой сети не опускается ниже определенного предела (70-—75°С), а для нормальной подачи тепла в систему отопления требуется более низкая температура воды, поступающей в элеватор.

В летний период система отопления отключается от тепловой сети и циркуляция сетевой воды происходит только через теплообменники горячего водоснабжения.

Сравнение параллельной и смешанной схем показывает, что при одинаковой поверхности нагрева подогревателей горячего водоснабжения смешанная схема позволяет уменьшить суммарный расчетный расход воды по вводу на 4—6 %, а среднюю за отопительный сезон температуру воды, возвращаемой к источнику тепла, на 2—3°С. Такие сравнительно небольшие преимущества смешанной схемы перед параллельной имеют значение только при теплофикационных системах, где понижение температуры возвращаемой на ТЭЦ воды приводит к экономии топлива. В районных же системах теплоснабжения от водогрейных котельных -понижение температуры возвращаемой воды не отражается на расходе топлива, а лишь увеличивает мощность рециркуляционных насосов. В таких системах смешанная схема не имеет особых преимуществ перед параллельной вследствие небольшого сокращения расчетных расходов сетевой воды и более сложного устройства абонентских вводов.

Применения

Экономичная связанная подача тепла в систему отопления осуществляется в настоящее время в закрытых системам теплоснабжения по двухступенчатой «п

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒