Ляликов Б.А. Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий. Часть 2
Подождите немного. Документ загружается.
Источники и системы теплоснабжения промышленных
предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –
2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.
31
Расчетный расход воды на горячее водоснабжение определяется
по формуле
()
,
с
3600
хг
г
г
tt
Q
G
−
=
кг/ч.
(2.53)
Величина водоразбора из подающей линии
G
п
г
и из обратной
G
об
г
равна
,β
г
п
г
GG
= т/ч;
(2.54)
,β)1(
г
об
г
G
G
−= т/ч,
(2.55)
где
β – доля водоразбора из подающего трубопровода.
Из уравнения теплового баланса узла смешения горячего водо-
снабжения
ττ
2,0
об
г1
п
ггг
GGtG
+=
и равенств (2.54), (2.55) получим
.
ττ
τ
β
2,01
2,0г
−
−
=
t
(2.56)
В течение отопительного сезона доля водоразбора из подающей
магистрали изменяется в пределах 0
≤ β≤1 (см. рис. 2.10). В холодный
период сезона, при температуре обратной воды
τ
2,0
> 60 °С, расход воды
на ГВС снижается пропорционально отношению (
t
г
– t
х
)/(τ
2,0
– t
х
).
В этом диапазоне расход сетевой воды на горячее водоснабжение
равен
()
,
c
3600
x2,0
г
г
t
Q
G
−τ
=
кг/ч.
(2.57)
При суммарном среднечасовом расходе тепла на ГВС более 15 %
расчетного часового расхода тепла на отопление (
Q
/
Q
'
0
ср
гвс
> 0,15) регу-
лирование открытых систем производится по совместной нагрузке ото-
пления и горячего водоснабжения качественным или качественно-
количественным методом.
Центральное качественное регулирование в открытых системах по
совместной нагрузке (
скорректированный температурный график) при-
меняют при соотношении тепловых нагрузок у большинства потребите-
лей в пределах 0,15
≤ Q
ср.г
/Q
р
o
≤ 0,3. Регуляторы расхода в абонентских
узлах ввода устанавливают перед ответвлением на горячее водоснабже-
ние (см. рис. 2.11); они поддерживают постоянный расход воды, равный
расчетному, на отопление. Водоразбор из подающей линии уменьшает
поступление сетевой воды в систему отопления. Небаланс тепла на ото-
пление компенсируется некоторым повышением температуры в подаю-
Источники и системы теплоснабжения промышленных
предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –
2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.
32
щем трубопроводе по сравнению с отопительным графиком. При этом
методе регулирования строительные конструкции здания могут быть
использованы в качестве аккумулятора тепла, выравнивающего нерав-
номерности суточного графика теплопотребления.
Для сохранения суточного баланса тепла на отопление основной
расчет проводится по балансовой нагрузке горячего водоснабжения
Q
б
г
= χ
б
Q
б
ср.г
с балансовым коэффициентом, равным χ
б
= 1,1.
Расход воды на отопление при любой температуре наружного воз-
духа и балансовой нагрузке горячего водоснабжения определяют из
уравнения теплового баланса системы отопления с учетом водоразбора
на горячее водоснабжение:
()
(
)
0,21г00
τ
−
τ
β−= сGGQ
, кВт,
(2.58)
где
G
'
0
– расчетный расход воды на отопление, кг/с.
РТ
РР
G
о
G
г
1
2,0
c
(1- )
G
г
G
0
GG
0
-
г
ОК
t
г
Рис. 2.11. Схема абонентского ввода в открытых системах теплоснабжения
при центральном качественном регулировании по совместной нагрузке
отопления и горячего водоснабжения
Относительный расход воды определяется по формуле
,
1
5,01
2,0
0
б
хг
0
0
б
хг
вг
хг
б
0
Q
tt
t
Q
tt
tt
tt
G
ρ
−
′
Δ
−
ρ
−
−
+
−
Θ
ρ−
=
(2.59)
где ρ
б
= Q
б
г
/Q
'
o
.
Температуру воды в подающем и обратном трубопроводах опреде-
ляют по формулам
Источники и системы теплоснабжения промышленных
предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –
2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.
33
,
Θ
5,0
Δτδττ
'
2,0
0
0
'
0
'
0
0
0
в1
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−++=
Q
G
G
Q
t
°С;
(2.60)
,
Θ
'
0,5
Δ
'
τ
0,2
0
0
0
0
0
в2,0
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−+=
Q
G
t
G
Q
t
°С.
(2.61)
На рис. 2.12 показан скорректированный график температур сете-
вой воды и изменение расхода воды на отопление. При температуре об-
ратной воды τ
2,0
≥
60 °С водоразбор осуществляется только из обратной
магистрали. На этом диапазоне в систему отопления поступает расчет-
ный расход воды
G
0
=1, вследствие чего скорректированный график со-
ответствует отопительному графику.
+8 0 -10 -20
0
20
40
60
80
100
120
140
н
t
O
С
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Q
0
0
0,4
0,6
0,8
G
г
об
G
G
G
0
2
1
G
G
г
п
а
б
1,0
О
t
Р
Рис. 2.12. Графики центрального качественного регулирования открытых
систем теплоснабжения по совместной нагрузке отопления и горячего водо-
снабжения:
а – скорректированный график температур; б – распределение относи-
тельного расхода воды между системами отопления и горячего водоснабжения
Источники и системы теплоснабжения промышленных
предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –
2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.
34
На рис. 2.12 приняты следующие обозначения:
G
/
G
G
'
01
1
= – отно-
сительный расход сетевой воды в подающем трубопроводе;
G
/
G
G
'
02
2
=
– то же в обратном трубопроводе;
G
/
G
G
'
0
п
г
п
г
= – относительный расход
сетевой воды на горячее водоснабжение из подающего трубопровода;
G
/
G
G
'
0
о
г
об
г
= – относительный расход сетевой воды на горячее водо-
снабжение из обратного трубопровода.
2.6. Примеры расчетов температурных графиков сетевой воды
с применением ЭВМ
2.6.1. Общие положения
Схема регулирования отпуска теплоты должна выбираться в зави-
симости от вида системы теплоснабжения и от соотношения нагрузок
горячего водоснабжения и отопления (см. разд. 2.4).
Магистральные водяные тепловые сети должны предусматриваться
двухтрубными, подающими тепло одновременно на отопление, венти-
ляцию и горячее водоснабжение. Для них должно предусматриваться
центральное качественное регулирование отпуска теплоты по преобла-
дающей нагрузке, согласно графику изменения темп
ературы воды, в за-
висимости от температуры наружного воздуха. Расход теплоносителя
в тепловой сети и системах отопления остается постоянным.
Конечным этапом при разработке центрального качественного ре-
гулирования является построение графика температур теплоносителя
в зависимости от температуры наружного воздуха. При одновременной
подаче теплоты на отопление, вентиляцию и горячее в
одоснабжение
вид графика зависит от соотношения расчетных тепловых нагрузок.
При соотношении
15,0
о
ср
гвс
<
Q
Q
график строится на основании урав-
нений (2.35)–(2.37) и называется отопительным.
При соотношении
3,015,0
о
ср
гвс
≤≤
Q
Q
в закрытой тепловой сети при-
меняется режим центрального регулирования по совместной нагрузке
отопления и горячего водоснабжения. Температурный график носит на-
звание повышенного. Порядок построения графика дается в разд. 2.4,
а вид графика показан на рис. 2.7.
При соотношении
3,01,0
о
ср
гвс
≤≤
Q
Q
в открытой тепловой сети при-
меняется режим центрального регулирования по совместной нагрузке
Источники и системы теплоснабжения промышленных
предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –
2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.
35
отопления и горячего водоснабжения. Температурный график называет-
ся скорректированным. Порядок построения графика рассматривается
в разд. 2.4.4. Вид графика показан на рис. 2.12.
Для расчета температурных графиков на ЭВМ разработана про-
грамма на языке Паскаль «TGR». Блок-схема программы представлена
на рис. 2.13. Программа предусматривает расчет закрытых и открытых
систем теплоснабжения.
Определение точки излома
температурного графика
Расчет отопительного графика
регулирования
Тип
системы
теплоснабжения
Расчет открытой системы
теплоснабжения
Расчет закрытой системы
теплоснабжения
R
<0,15
R
<0,15
Расчет скорректированного графика
температур
Расчет повышенного графика
температур
Печать результатов расчета
Конец
S
=1
S
=0
2
3
4
5а 5б
6а 6б
7
8
9
Начало
Ввод исходных данных
1
Рис. 2.13. Блок-схема расчета температурных графиков сетевой воды
Источники и системы теплоснабжения промышленных
предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –
2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.
36
В качестве исходных данных в блоке I вводятся расчетные расходы
теплоты на отопление
р
о
Q и горячее водоснабжение
ср
гвс
Q , расчетные
температуры в подающей
1p
τ и обратной
2p
τ магистралях, после сме-
шения на входе в систему отопления
3p
τ , а также внутреннего
в
t
и наружного воздуха
нв
t . Расчет может производиться с любым интерва-
лом температур наружного воздуха от +8 до
р
о
t . Обычно в энергоснаб-
жающих организациях принимают температурный интервал
н
tΔ = 1 °С.
В блоке 2 определяется температура наружного воздуха
ни
t , соот-
ветствующая точке излома температурного графика.
В блоке 3 производится расчет отопительного графика регулиро-
вания, который является основой также для построения повышенного
и скорректированного графиков.
В блоке 4 осуществляется разделение порядка расчета в зависимо-
сти от типа системы теплоснабжения.
В блоке 5 выполняется расчет для соответствующего типа системы
теплоснабжения.
В блоке 6 происходит еще одно разделение порядка расч
ета в зави-
симости от соотношения тепловых нагрузок R=
р
о
ср
гвс
Q
Q
. Для обеих систем
теплоснабжения, в случае R < 0,15, на печать выводятся результаты рас-
чета отопительного графика регулирования.
В блоке 7 рассчитывается скорректированный график.
В блоке 8 рассчитывается повышенный график.
В блоке 9 результаты расчета выводятся на печать в табличном виде.
2.6.2. Пример расчета графика температур при центральном
регулировании закрытых систем по совместной нагрузке
отопления и горячего водоснабжения
Пример 2.2. Определить температуры сетевой воды в подающем и
обратном трубопроводах для следующих исходных данных:
р
о
t = –26 °С;
в
t = +18 °С;
'
1
τ =150 °С;
'
2,0
τ
=70 °С;
'
3,0
τ
= 95 °С.
Решение. Определяются расчетные значения температурного напора
в нагревательных приборах отопительной системы, перепада температур
сетевой воды и перепада температур воды в отопительной системе:
5,6418
2
7095
2
в
'
o2,
'
3
'
о
=−
+
=−
τ+τ
=Δ tt °С;
8070150
'
o,2
'
1
'
о
=−=τ−τ=δt °С;
257095
'
o2,
'
3
'
=−=τ−τ=Θ °С.
Источники и системы теплоснабжения промышленных
предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –
2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.
37
Для расчета температурного графика сетевой воды используются
формулы (2.35−2.38).
Файл с исходными данными для расчета температурного отопи-
тельного графика при качественном регулировании на ЭВМ формиру-
ется в следующей последовательности:
1-я строка:
m[1,1] – ключ, определяющий вид температурного графика (1 – ка-
чественное регулирование по отопительной нагрузке; 4 – «повышен-
ный» температурный график; 5 – «скорректированный» температурный
график);
2-я строка:
m[1,2
] – ключ, определяющий схему включения абонентской сис-
темы (0 – безэлеваторная, 1 – элеваторная);
m[2,2] – ключ, определяющий наличие системы ГВС (0 – нет, 1 – есть);
3-я строка:
m[1,3] – количество элементов в массиве температур наружного
воздуха;
m[1,3] – расчетная температура для проектирования отопления, °С;
m[2,3] – расчетная температура воздуха внутри помещения, °С;
m[3,3] – расчетная температура воды в подающей маги
страли, °С;
m[4,3] – расчетная температура воды в обратной магистрали, °С;
m[5,3] – расчетная температура воды после смешения, °С;
4-я и 5-я строка:
m[i,4], m[i,5] – массив температур наружного воздуха, °С.
Ниже приводятся файлы с исходными данными для данного примера
и файл с результатами расчета температурного графика (см. табл. 2.3):
1
1 1
35 –26 18 150 70 95
8 7 6 5 4 3 2 1 0 –1 –2 –3 –4 –5 –6 –7 –8 –9 –10 –11 –12 –13 –14 –15
–16 –17 –18 –19 –20 –21 –22 –23 –24 –25 –26
Источники и системы теплоснабжения промышленных
предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –
2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.
38
Таблица 2.3
Температурный график t
1
/ t
2
= 150/70 °C
при качественном регулировании по отопительной нагрузке
в закрытой системе (t
нв
= +2,4 °C)
t
нв
,
°C
Q
отн
t
1
,
°C
t
2
,
°C
t
3
,
° C
8 0,227 70,0 41,7 50,5
7 0,250 70,0 41,7 50,5
6 0,273 70,0 41,7 50,5
5 0,295 70,0 41,7 50,5
4 0,318 70,0 41,7 50,5
3 0,341 70,0 41,7 50,5
2 0,364 71,3 42,2 51,3
1 0,386 74,2 43,3 53,0
0 0,409 77,2 44,4 54,7
–1 0,432 80,1 45,5 56,3
–2 0,455 83,0 46,6 58,0
–3 0,477 85,9 47,7 59,7
–4 0,500 88,8 48,8 61,3
–5 0,523 91,7 49,9 62,9
–6 0,545 94,5 50,9 64,5
–7 0,568 97,4 51,9 66,1
–8 0,591 100,2 53,0 67,7
–9 0,614 103,1 54,0 69,3
–10 0,636 105,9 55,0 70,9
–11 0,659 108,7 56,0 72,4
–12 0,682 111,5 57,0 74,0
–13 0,705 114,3 57,9 75,5
–14 0,727 117,1 58,9 77,1
–15 0,75 119,9 59,9 78,6
–16 0,773 122,6 60,8 80,1
–17 0,795 125,4 61,8 81,7
–18 0,818 128,2 62,7 83,2
–19 0,841 130,9 63,6 84,7
–20 0,864 133,7 64,6 86,2
–21 0,886 136,4 65,5 87,6
–22 0,909 139,1 66,4 89,1
–23 0,932 141,9 67,3 90,6
–24 0,955 144,6 68,2 92,1
–25 0,977 147,3 69,1 93,5
–26 1,000 150,0 70,0 95,0
Вид температурного графика показан на рис. 2.14.
Источники и системы теплоснабжения промышленных
предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –
2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.
39
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
110,0
120,0
130,0
140,0
150,0
-30-25-20-15-10-50510
t
нв
,
o
С
t
св
,
o
C
t
1
t
3
t
2
Рис. 2.14. Температурный график качественного регулирования
по отопительной
нагрузке
2.6.3. Пример расчета «повышенного» графика температур
Пример 2.3. Построить температурный график центрального каче-
ственного регулирования по совместной нагрузке отопления и горячего
водоснабжения для следующих исходных данных:
р
о
ср
гвс
Q
Q
=0,3;
р
о
t = –26 °С;
в
t = +18 °С;
'
1
τ =150 °С;
'
2,0
τ =70 °С;
г
t = 60 °С;
х
t = 5 °С;
б
г
Q = 1,2
ср
г
Q .
Отопительная система присоединена по зависимой схеме.
Решение. Предварительно строится отопительно-бытовой график ре-
гулирования. Определяются значения температуры наружного воздуха
в точке излома – t
нв
= 2,4 °С; температуры сетевой воды в подающей и об-
ратной линиях в точке излома температурного графика –
'''
и,1
τ = 70 °С;
=τ
'''
o,2
= 41,7 °С.
Суммарный перепад температур сетевой воды в ступенях I и II по-
догревателя горячего водоснабжения рассчитывается по формуле (2.43):
8,28)70150(3,02,1
=
−
⋅
⋅=δ °С.
Перепад температур воды в нижней ступени, при
'''
н
t = 2,4 °С, рас-
считывается по формуле (2.46)
Источники и системы теплоснабжения промышленных
предприятий. Часть II: учебное пособие / Б. А. Ляликов. –
2-е изд., стер. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. –172 с.
40
15)70150(
560
57,33
3,02,1
'''
2
=−
−
−
⋅=δ °С,
где 7,3387,41
1
'''
о,2
'''
п
=−=Δ−τ= tt °С – температура нагреваемой воды
на выходе из подогревателя нижней ступени;
8
1
=Δt °С – величина недогрева воды в нижней ступени.
Перепад температур сетевой воды в верхней ступени, при
'''
н
t = 2,4 °С,
– по формуле (2.47)
8,13158,28
'''
2
'''
2
=−=δ−δ=δ °С.
По формулам (2.49) и (2.50) – температуры сетевой воды в подаю-
щем и обратном трубопроводах:
8,838,1370
'''
1
=+=τ °С;
7,26157,41
'''
2
=−=τ °С.
Полученные данные наносятся на график в I диапазоне темпера-
турного графика.
В диапазоне II максимальный перепад температур воды в нижней
ступени подогревателя определяется при
р
о
t по формуле (2.48):
6,26
57,41
570
15
2
=
−
−
⋅=δ
°С,
где
0,2
τ
при
р
о
t принимают по отопительному графику равным 70 °С.
Соответственно находятся:
2,26,268,28
1
=−=δ °С;
2,1522,2150
'
1
=+=τ °С;
4,436,2670
'
2
=−=τ °С.
Ниже приводится файл с исходными данными для расчета «повы-
шенного» графика.
4
1 1
35 –26 18 150 70 95 0.3
8 7 6 5 4 3 2 1 0 –1 –2 –3 –4 –5 –6 –7 –8 –9 –10 –11 –12 –13 –14 –15
–16 –17 –18 –19 –20 –21 –22 –23 –24 –25 –26
Порядок формирования массива данных для расчета соответствует
примеру 2.2, за исключением:
m[1,1] – ключ (m[1,1]=4) для расчета «повышенного» графика;
m[7,3] – значение, определяющее соотношение нагрузок (
р
о
ср
гвс
Q
Q
= 0,3).