Тема занятия 10. Центральное качественное регулирование отпуска теплоты по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения в открытых системах теплоснабжения.

Наиболее целесообразным методом регулирования отпуска теплоты является сочетание центрального качественного регулирования по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (при скорректированном графике температур) с местным количественным регулированием всех видов тепловой нагрузки на ЦТП или МТП (рисунок 3.1). Такой метод «связанного» регулирования обеспечивает наилучшее использование теплоносителя, лучшее качество теплоснабжения и максимальную комбинированную выработку электроэнергии на базе теплофикации. В МТП регулятор расхода устанавливается перед присоединением системы горячего водоснабжения, он обеспечивает постоянный расчетный расход на отопление и горячее водоснабжение.

СГВ t_h, G_1hm

РТ С

t₁ G_o+h РР t₁,G_1h t_o1,G_o Э t_см

t_o2 G_2h ОК

t₂ t_o2 G_o СО

Рисунок 3.1. Принципиальная схема местного теплового пункта при связанном регулировании отпуска теплоты на отопление и горячее водоснабжение.

Э - элеватор; С - смеситель РТ - регулятор температуры; РР - регулятор расхода; ОК – обратный клапан; СГВ - система горячего водоснабжения; СО - система отопления.

При центральном качественном регулировании по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения поддерживается постоянный расход сетевой воды G_o+h=G_o+G_h1, равный расходу воды на отопление по отопительному температурному графику. В абонентном тепловом пункте этот расход сетевой воды в расчетном режиме в зависимости от температуры наружного воздуха распределяется между системами горячего водоснабжения G_h1 и отопления G_o. Таким образом, центральное качественное регулирование по совместной нагрузке дополняется местным количественным регулированием.

Задача расчета скорректированного графика заключается в определении:

- температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах в зависимости от температуры наружного воздуха в диапазоне 8 ^оС> t_н> t_нк;

- распределение сетевой воды из подающего трубопровода между системами отопления и горячего водоснабжения;

- доли водоразбора (соответственно расхода) горячей воды из подающего и обратного трубопровода при различных температурах наружного воздуха на горячее водоснабжение.

Расчет скорректированного температурного графика производится в следующей последовательности:

-находится балансовая нагрузка горячего водоснабжения

Q_hб =c´Q^¢_hm, мВт (3.1)

-определяется точка корректировки отопительного температурного графика

t_нк= ´(t_i-t^¢_o) (3.2)

где - отопительный расход тепла на отопление, соответствующий точки корректировки, который рассчитывается из уравнения

Dt^¢_o( )^0.75- =t_h -t_i (3.3)

где Dt^¢_o=t^¢_пр-t_i=0.5(t^¢_см+t^¢_о2)-t_i- расчетный температурный напор между средней расчетной температурой отопительного периода и расчетной температурой воздуха внутри помещения, ^оС; - расчетный перепад температур в отопительной системе, ^оС.

-в диапазоне температур 8 ^оС> t_н> t_нк рассчитывается относительный расход воды на отопление

= (3.4)

-рассчитывается температура воды в подающем и обратном трубопроводах в интервале наружных температур воздуха t^²_н>t_н>t^¢_нк

t₁=t_i+(t^¢_пр-t_i)´ +(t^¢_o1-t^¢_пр)´ , ^оС (3.5)

t₂=t_i+(t'_пр-t_i)´ -0,5´(t'_см-t^¢_о2)´ , ^оС (3.6)

-точка излома скорректированного температурного графика принимается при температуре наружного воздуха, соответствующей точки излома отопительного температурного графика t^²_н. Поэтому по формулам рассчитывается температура воды в подающем и обратном трубопроводах при t_н^². Скорректированный температурный график t₁ и t₂ приводится на рис.3.2.

-рассчитывается расход воды на отопление G_o. В диапазоне температур t^²_н>t_н>t^¢_нк расход воды на отопление можно рассчитывать

G_o=G^¢_o´ , кг/с (3.7)

или G_o= , кг/с (3.7а)

-находится балансовый расход воды на горячее водоснабжение

кг/с (3.8)

-определяется доля водоразбора из подающего и обратного трубопроводов при различных t_н . В диапазоне температур t^²_н>t_н>t^¢_нк где t₁ >t_н водоразбор получается смешением воды из подающего и обратного трубопроводов, то есть b₂>0 и b₁>1. Доля водоразбора из подающего трубопровода определяется по формуле

b₁= (3.9)

Доля водоразбора из обратного трубопровода находится

b₂=1-b₁ (3.10)

или b₂= (3.10а)

В точке корректировки при t_нк b₁=0 а b₂=1. В диапазоне температур t_нк>t_н>t^¢_о где t₂>t_п, горячая вода получается смешением сетевой воды в смесителе из обратного трубопровода и холодной водопроводной воды. Доля воды из обратного трубопровода в этой смеси определяется

b₂^¢= (3.11)

Доля холодной воды b_х в смеси может быть определена

b_х=1-b^¢₂ (3.12)

или

b_х= (3.12а)

Находятся абсолютные расходы воды на горячее водоснабжение из подающего G_h1, и обратного G_h2 трубопроводов при различных t_н..

В диапазоне температур 8>t_н>t^¢_нк.

G_h1=G_hб´b₁, кг/с (3.13)

G_h2=G_hб´b₂=(1-b₁)´ G_hб, кг/с (3.14)

В диапазоне температур t_нк>t_н>t^¢_о

G_h2=G_hб´b^¢₂, кг/с (3.15)

Графики распределения расхода сетевой воды на отопление и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха приводятся на рис.3.2

Рисунок 3.2. Графики теплового потока на отопление и горячее водоснабжение (а), скорректированный температурный график t₁ и t₂ (б) и графики распределения расхода сетевой воды на отопление и горячее водоснабжение в зависимости от температуры наружного воздуха (в).

Рекомендуемая литература.

Осн. 1 [138-140], 2 [113-118], 3 [106-108];

доп. 4 [166-177], 5 [45-51], 7 [118-123].