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 ).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 .

И.М. Сапрыкин, главный технолог,
ООО ПНТК «Энергетические Технологии», г. Нижний Новгород

Введение

В системах теплоснабжения имеются весьма значительные резервы экономии теплоэнергетических ресурсов, в частности тепловой и электрической энергии.

В последнее время на рынке появилось много нового высокоэффективного оборудования и технологий, направленных на повышение комфортности проживания и экономичности систем теплоснабжения. Правильное применение новаций предъявляет высокие требования к инженерному корпусу. К сожалению, с инженерными кадрами происходит обратное явление: снижение численности квалифицированных специалистов в сфере теплоснабжения.

Для выявления и наилучшего использования резервов экономии необходимо в том числе знание законов регулирования отпуска теплоты. В технической литературе вопросам практического применения режимов регулирования отпуска теплоты не уделено должного внимания. В этой статье сделана попытка восполнить этот пробел, при этом предложен несколько иной подход к формированию основных уравнений, описывающих режимы регулирования отпуска теплоты, чем изложенные в технической литературе, например .

Описание предлагаемых методик

Известно, что законы регулирования отопительных нагрузок зданий могут быть получены из системы трех уравнений, описывающих тепловые потери здания через ограждающие конструкции, теплоотдачу нагревательных приборов в здании и подачу теплоты по тепловым сетям. В безразмерном виде эта система уравнений выглядит следующим образом }