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 .