содержание .. 4 5 6 7 ..
Схема теплоснабжения Санкт-Петербурга на период до 2033 года (актуализация на 2020 год) - часть 6
а)
б)
Рисунок 11 - Отображение данных по Типу объекта
Стандартные Типы элементов тепловой сети приведены в таблице 10.
Таблица 10 - Стандартные Типы элементов тепловой сети
Наименование элемента модели
Тип элемента - уникальный номер (ID)
тепловой сети
в структуре слоя
Источник
1
Участок
6
Потребитель
3
Обобщенный потребитель
12
Узел
2
Центральный тепловой пункт (ЦТП)
8
Насосная станция
4
Задвижка
5
Перемычка
11
Дросселирующие устройства
7
Вспомогательный участок
13
Структура запроса:
Select a.[Адрес узла ввода], a.[Расчетная нагрузка на отопление, Гкал/ч],
a.[Расчетная средняя нагрузка на ГВС, Гкал/ч], a. [Номер источника], b.[Номер
кадастрового квартала] from
[T_seti] as a join
[Uss_Cadastral] as b
ona.geometry.stwithin(b.geometry) wherea.type=3
Содержание структуры запроса приведено в таблице 11.
51
Таблица 11 - Содержание структуры запроса по кадастровым кварталам
Часть структуры запроса
Содержание структуры запроса
Select
Оператор выборки данных
a.[Адрес узла ввода]
Ячейки, запрашиваемые для вывода в итоговую
a.[Расчетная нагрузка на отопление, Гкал/ч]
таблицу из базы данных слоя модели тепловой
a.[Расчетная средняя нагрузка на ГВС, Гкал/ч]
сети.
a. [Номер источника]
Ячейки, запрашиваемые для вывода в итоговую
b.[Номер кадастрового квартала]
таблицу из базы данных слоя кадастрового
деления.
Команда SQL, стоящая перед указанием слоев,
from
из которых делается выборка данных
[T_seti] as a
Обозначение слоя под псевдонимом «a»
Команда SQL, при которой каждая запись
данных первого слоя сопоставляется с каждой
join
записью другого слоя на предмет выполнения
условия соединения
[Uss_Cadastral] as b
Обозначение слоя под псевдонимом «b»
Описание условия соединения слоев -
on a.geometry.stwithin(b.geometry)
элементы слоя «a» геометрически находятся
внутри элементов слоя «b»
Команда SQL, определяющая наличие
where
дополнительного условия выборки
Описание дополнительного условия выборки -
основное условие применяется только к
a.type=3
элементам указанного типа и данные
выводятся так же только по данному типу.
При необходимости сохранения содержания запроса, а также результатов
его обработки используются соответствующие команды верхней панели табло
вкладки «Ответ».
Характеристики потребителей представлены в Приложении Д.
52
5 Гидравлический расчет тепловых сетей любой степени
закольцованности, в том числе гидравлический расчет при
совместной работе нескольких источников тепловой
энергии на единую тепловую сеть
Расчетный блок электронной модели включает различного рода
теплогидравлического расчета тепловых сетей. В алгоритме расчетов лежат
следующие основные зависимости.
Определение расчетных расходов теплоносителя
Расчетный расход сетевой воды на систему отопления
(СО),
присоединенную по зависимой схеме, определяется по формуле:
Q
1000
о
р
G
с
р
c
(
)
р.
2
р
, т/ч
(5.1)
Q
о.
р
где
. - расчетная нагрузка на систему отопления, Гкал/ч;
1. р.
- температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчетной
температуре наружного воздуха для проектирования отопления, С;
3. р.
- температура воды в подающем трубопроводе системы отопления при
расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления, С;
2. р.
- температура воды в обратном трубопроводе системы отопления при
расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления, С;
Расчетный расход воды в системе отопления определяется из выражения:
Q
1000
о
р
G
с ор
c
(
)
3.р.
2
р
, т/ч
(5.2)
где 3.р. - температура воды в подающем трубопроводе системы отопления при
расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления, С.
Относительный расход сетевой воды Gс. на систему отопления:
53
G
G. с.с
Gс.р .
,
(5.3)
где Gс. - текущее значение сетевого расхода на систему отопления, т/ч.
Относительный расход тепла Qо. на систему отопления:
Q
о.
Q
о
Q
о
р
, (5.4)
где Qо. - текущее значение расхода теплоты на систему отопления.
Расчетный расход теплоносителя в системе отопления присоединенной по
независимой схеме:
Q
1000
о.р.
G
с.о.
c
(
)
t
1.р
t
2.р
, т/ч
(5.5)
где t1.р. , t2.р. - расчетная температура нагреваемого теплоносителя (второй контур)
соответственно на выходе и входе в теплообменный аппарат, ºС.
Расчетный расход теплоносителя в системе вентиляции определяется по
формуле:
Q
1000
в
р
G
с
в
c
(
)
р.
2.в р
, т/ч (5.6)
Q
в.
р
где
. - расчетная нагрузка на систему вентиляции Гкал/ч;
2.в.р.
- расчетная температура сетевой воды после калорифера системы
вентиляции, ºС.
54
Расчетный расход теплоносителя на систему горячего водоснабжения (ГВС) для
открытых систем теплоснабжения определяется по формуле:
ср.
Q
1000
гвс.
G
гвс
р
c
(
)
t
гв
t
хв
, т/ч. (5.7)
Расход воды на горячее водоснабжение из подающего трубопровода тепловой
сети:
Gп.гвс.
G
гвс.р.
, т/ч
(5.8)
где
- доля отбора воды из подающего трубопровода, определяемая по формуле:
2
tгв
1
2
. (5.9)
Расход воды на горячее водоснабжение из обратного трубопровода тепловой сети:
(1
)
Gо.гвс.
G
гвс. р.
, т/ч.
(5.10)
Расчетный расход теплоносителя (греющей воды) на систему ГВС для закрытых
систем теплоснабжения:
при параллельной схеме включения подогревателей на систему горячего
водоснабжения вычисляется по формуле:
Q
1000
гвс
р
G
гвс
р
c
(
)
1.и.
2.ти
, т/ч
(5.11)
где: 1.и.
- температура сетевой воды в подающем трубопроводе в точке излома
температурного графика, С;
2.т.и.
- температура сетевой воды после подогревателя в точке излома
температурного графика (принимается 2.т.
и
= 30 С).
При наличии баков аккумуляторов:
55
ср.
Q
Q
гвс.р
гвс
, Гкал/ч.
(5.12)
При отсутствии баков аккумуляторов:
max
Q
Q
гвс.р
гвс
, Гкал/ч
(5.13)
ср
где Q
гвс.
- величина средней тепловой нагрузки на ГВС, при отсутствии данных
определяется по формуле:
ax
Q
гвс.
- величина максимальной тепловой нагрузки на ГВС, при отсутствии данных
определяется по формуле:
max
ср.
Q
Q
гвс
гвс.
, Гкал/ч
(5.14)
где - коэффициент часовой неравномерности.
Для смешанной схемы включения подогревателей на систему горячего
водоснабжения, при регулировании отпуска теплоты по отопительной нагрузке,
расчетный расход греющей воды на верхнюю ступень подогревателя определяется
по формуле:
II .
1000
II
Q
гвс
G
гвс
р
c
(
)
1.и.
2.ти
, т/ч
(5.15)
II
max
t
гв
t
п
Q
Q
гвс
гвс
tгв
t
хв.
, Гкал/ч
(5.16)
где t п. - температура холодной водопроводной воды после теплообменного
аппарата нижней ступени, принимаемая на 5 - 10 ºС ниже температуры сетевой
воды в обратном трубопроводе после системы отопления в точке излома
температурного графика;
2.т.и.- температура сетевой воды после теплообменного аппарата верхней
ступени, принимаемая равной температуре сетевой воды после системы
отопления в точке излома температурного графика, ºС.
56
Для последовательной схемы включения подогревателей на систему
горячего водоснабжения при регулировании отпуска теплоты по отопительной
нагрузке, расчетный расход греющей воды на верхнюю ступень подогревателя
определяется по формуле:
II .
Q
1000
II
гвс
G
гвс
р
c
(
)
1.и.
2.ти
, т/ч
(5.17)
где 2.т.и. - температура сетевой воды после теплообменного аппарата верхней
ступени, ºС;
II
бал
t
гв
t
п
Q
Q
гвс
гвс
tгв
t
хв
, Гкал/ч
(5.18)
бал
ср
Q
Q
где
гвс
гвс
- балансовая нагрузка на горячее водоснабжение, Гкал/ч, при
= 1,2.
Расход сетевой воды на первую (нижнюю) ступень теплообменного аппарата
определяется по формуле:
I
II
гвс.
р
аб.р
G
с.р
G
гвс
р
, т/ч (5.19)
где Gаб.р. - расчетный расход сетевой воды на абонентский ввод, т/ч;
Gг
вс. .
- расчетный расход сетевой воды на вторую
(верхнюю) ступень
теплообменного аппарата, т/ч.
Суммарный расход сетевой воды на абонентский ввод равен сумме расчетных
расходов на отопление, вентиляцию и ГВС:
II
G G
аб.в.р.
со. р.
G
гвс.р
G
св.р
, т/ч.
(5.20)
Расчетный расход воды в двухтрубных тепловых сетях в неотопительный период
определяется по формуле:
max
Q
Q
гвс.р
гвс
, т/ч
(5.21)
где
- коэффициент, учитывающий изменения среднего расхода воды на горячее
водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному периоду,
57
принимаемый при отсутствии данных для жилищно-коммунального сектора равным
0,8 (для курортов = 1,2 - 1,5), для предприятий - 1,0.
При этом максимальный расход воды на горячее водоснабжение определяется для
открытых систем теплоснабжения по формуле:
max
Q
1000
гвс
G
гвс
р
c
(
)
t
гв
t
хв
, т/ч
(5.22)
при температуре холодной воды в неотопительный период.
Для закрытой системы при всех схемах присоединения водоподогревателей
горячего водоснабжения - по формуле:
max
Q
1000
гвс.
G
гвс
р
c
(
)
1.и.
2.ти
, т/ч.
(5.23)
Расход воды в обратном трубопроводе двухтрубных водяных тепловых сетей
открытых систем теплоснабжения принимается в размере 10 % от расчетного
расхода воды, определенного по предыдущей формуле.
Определение сопротивлений участков тепловой сети и потребителей
Потери напора при движении теплоносителя по трубопроводам,
определяются по формуле:
2
G
уч.
H
уч
S
уч.
,
(5.24)
где G уч. - расход теплоносителя на участке тепловой сети, т/час;
S уч.
- приведенное сопротивление участка трубопровода, м/(т/час)2;
- плотность теплоносителя, кг/м3.
Приведенное сопротивление участка трубопровода определяется по формуле:
(
)
A
r
l
уч
l
экв
S
уч
5,25
g
d
уч.
, м*ч2/ м6
(5.25)
где Ar - коэффициент, м0,25;
lуч.
- длина участка трубопровода по плану, м;
58
lэкв.
- эквивалентная длина участка трубопровода, м;
d уч .
- внутренний диаметр участка трубопровода, м;
g - ускорение свободного падения, м/с2.
Конструкторский гидравлический расчет трубопроводов тепловой сети
Целью конструкторского гидравлического расчета является определение
диаметров трубопроводов и потерь давления в тепловой сети при известных
расходах и параметрах теплоносителя. Конструкторский расчет выполняется для
тупиковой и кольцевой тепловой сети.
Исходными данными для проведения конструкторского гидравлического
расчета являются:
схема тепловой сети;
длины участков тепловой сети, количество и места установки задвижек,
компенсаторов и углов поворота;
расчетные нагрузки потребителей;
расчетные параметры теплоносителя на источнике и потребителях;
геодезические отметки узлов тепловой сети и высоты зданий.
Конструкторский расчет трубопроводов тепловой сети открытой системы
теплоснабжения для зимнего периода выполняют для двух режимов:
при отсутствии водоразбора на горячее водоснабжение, когда расчетный
расход теплоносителя, а, следовательно, и потери давления в подающем
и обратном трубопроводах будут равными (диаметры подающего и
обратного трубопровода одинаковые);
при максимальном водоразборе на горячее водоснабжение из обратного
трубопровода (диаметры подающего и обратного трубопровода разные).
Конструкторский расчет тепловой сети закрытой системы теплоснабжения
выполняется из условия, что диаметры подающего и обратного трубопроводов
одинаковые.
Расходы теплоносителя на участках тепловой сети определяются в
зависимости от схемы присоединения потребителей и способа регулирования
отпуска теплоты.
Конструкторский расчет тепловой сети может быть выполнен двумя
способами:
59
по известной разности располагаемых напоров в начале и конце
рассчитываемой сети. При этом за основную магистраль при расчете
разветвленной тепловой сети выбирают ветвь с наименьшими
удельными потерями напора;
по задаваемым удельным потерям давления на основной магистрали и
ответвлениях. В этом случае за основную магистраль принимается
наиболее протяженная ветвь. Удельные потери на магистрали выбирают
так, чтобы давления в узлах ответвлений обеспечивало нормальную
работу всех потребителей.
В первом случае решение задачи сводится к определению расчетных
удельных потерь напора и подбору таких диаметров трубопроводов, при которых
фактические удельные потери напора не превышают расчетных. Под расчетным
участком разветвленной сети будем понимать трубопровод, в котором расход
теплоносителя не изменяется. Расчетный участок располагается, как правило,
между соседними ответвлениями. Расчетный участок делится на два или
несколько, если в его пределах требуется изменить диаметры труб или вид
прокладки.
При этом конструкторский расчет тепловой сети распадается на два этапа:
предварительный и поверочный.
Предварительный расчет
Определяются расчетные расходы теплоносителя на всех участках
расчетной магистрали тепловой сети путем последовательного суммирования
расходов теплоносителя по всем потребителям и ответвлениям.
Определяется расчетный располагаемый напор на каждом потребителей
H пот.
Определяется ориентировочная доля потерь давления в местных
сопротивлениях по формуле Б.Л. Шифринсона:
i
z
G
i
,
(5.26)
где Gi - расход теплоносителя на участке, кг/с;
z - коэффициент, зависящий от вида теплоносителя, для воды z = 0,03 - 0,05.
Определяется предварительное удельное линейное падение давления на
расчетной магистрали по формуле:
60
(
)
g
(
)
H
ист
H
пот
H
ист
H
пот
ср
ср
R
л.уд
n
n
(1
)2
(1
)2
l
i
l
i
1
1
, Па/м
(5.27)
n
2
li
где
1
- длина подающего и обратного трубопровода расчетной магистрали, м;
li - длина i-го участка подающего трубопровода, м;
n - количество участков подающего трубопровода на расчетной магистрали;
Hист.
- располагаемый напор на источнике, м;
H пот.
- располагаемый напор на потребителе, м;
ср
- удельный вес теплоносителя, кг/м3 . При среднегодовой температуре
ср
теплоносителя, равной 75С, удельный вес воды
= 9555 Н/м3 ,
р =
975
(кг/м3).
Диаметр трубопровода предварительно определяется по формуле:
0.38
b
G
i
d
i
A
d
0.19
R
л
, м
(5.28)
b
где A
d
- коэффициент, зависящий от шероховатости трубопровода и плотности
теплоносителя, приведен в таблице 12.
Gi - массовый расход теплоносителя на участке сети, кг/с;
di - внутренний диаметр трубопровода, м
Проверочный расчет
Округляется предварительно рассчитанный диаметр до ближайшего по стандарту.
Определяется фактическое удельное падение давления по формуле:
2
b
G
i
R
л
уд
A
R
5.25
d
i
, Па/м. (5.29)
При определении фактических удельных потерь давления следует
ориентироваться на диаметр условного прохода трубопровода, который для
стальных труб равен усредненному по толщине стенки внутреннему диаметру.
Определяется сумма коэффициентов местных сопротивлений
. При
подсчете суммы коэффициентов местных сопротивлений учитывается все
61
устанавливаемое на участке оборудование: задвижки, компенсаторы, отводы,
тройники и т.д.
Определяется
длина
трубопровода,
эквивалентная
местным
сопротивлениям, установленным на каждом участке, по формуле:
1.25
l экв
A
l
d
i
, м
(5.30)
b
где Al , A
R ,Ad
- коэффициенты, зависящие от шероховатости трубопровода и
плотности теплоносителя, приведены в таблице 12.
Определяется фактическое суммарное падение давления на участке по формуле:
(
)
P уч. Rл. уд
l
l экв
, Па.
(5.31)
Определяется фактическая потеря напора на участке сети
P
уч
P
уч
P
уч
H
уч
g
ср
ср
ср
, м. (5.32)
Определяется располагаемый напор в узлах расчетной магистрали
зла
т
H
под.уч
H
обр.уч
., м
(5.33)
где Hпо
- фактические потери напора на участке подающего трубопровода, м;
Hобр.уч.
- фактические потери напора на участке обратного трубопровода, м.
Определяется скорость движения воды в трубах, которая должна быть не более 3,5
м/с
G
уч
G
уч
уч
2
3600
f
d
тр
ср
3600
ср
4
, м/с.
(5.34)
Зависимость между расходом воды, скоростью и диаметром участка имеет
вид:
2
2826
G уч
уч d
ср
, т/ч.
(5.35)
где
р - плотность теплоносителя, кг/м3;
f
тр.
- площадь поперечного сечения трубопровода, м2.
По известному располагаемому напору в узлах расчетной магистрали и
располагаемому напору у потребителей аналогично производят расчет
ответвлений.
62
Расчет считается удовлетворительным, если полученные потери напора на
каждой стадии расчета не превышают разность располагаемых напоров начала и
конца расчетного участка и отличаются от него не более чем на 10%. В этом случае
расчетный расход теплоносителя будет обеспечен с ошибкой не более 3,5%.
В случае, когда располагаемый напор на источнике неизвестен, его
обоснование следует выполнять на основании технико-экономических расчетов.
При отсутствии данных для экономического обоснования удельные потери вдоль
главной магистрали можно принимать от 30 до 80 Па/м. Для ответвлений к
отдельным зданиям - по располагаемому перепаду давлений, но не более 300
Па/м.
При этом конструкторский расчет тепловой сети ведут по следующей
методике.
Исходя из схемы присоединения местных теплопотребляющих установок,
определяют требуемый перепад давлений на вводах в здания и сооружения.
Начиная с концевого участка расчетной магистрали, определяются
диаметры труб по расчетному расходу теплоносителя и экономически
целесообразным удельным потерям давления, формула (5.29).
По формуле (5.31) определяются потери давления на участке с учетом
фактических удельных потерь давления и его приведенной длины.
Располагаемый перепад давлений в конце расчетного участка складывается
из требуемого перепада давлений на вводе и суммы потерь давления в подающем
и обратном трубопроводах. Для последующих участков расчетной магистрали
определение потерь давления и конечных располагаемых перепадов производится
аналогично.
После расчета магистрали во всех узловых точках сети будут известны
располагаемые перепады давлений. Поэтому последующий расчет можно
проводить по методике, рассмотренной выше.
Для предотвращения возможных закупорок труб продуктами коррозии и
другими механическими отложениями минимальные диаметры труб тепловых
сетей ограничены и принимаются, независимо от расходов теплоносителя, для
магистральных и распределительных участков не менее 32 мм, а для ответвлений
к отдельным зданиям - не менее 25 мм.
Диаметры подающего и обратного трубопроводов двухтрубных водяных
тепловых сетей при совместной подаче теплоты на отопление, вентиляцию и
горячее водоснабжение должны приниматься, как правило, одинаковыми.
63
Для распределительных участков сети и ответвлений необходимо
стремиться к подбору таких диаметров труб, при которых обеспечивается полное
использование располагаемого перепада давлений. Все избыточные давления в
сети необходимо погасить на вводах в здания либо соплом элеватора, либо путем
установки дроссельных шайб.
По результатам конструкторского гидравлического расчета можно построить
пьезометрический график, далее выполнить наладку системы теплоснабжения,
либо поверочный расчет.
b
Таблица 12 - Размерности и значения коэффициентов AR , Ad , Al .
Коэффициен
Абсолютная эквивалентная шероховатость, м
Размерность
Выражение
т
0.0002
0.0005
0.001
0.25
k
экв .
м3.25/кг
0.0894
10.9210-6
13.6410-6
16.310-6
AR
0.0475
k
экв
0.63
м3.25/кг0.19
111.510-3
11710-3
12110-3
Ad
0.19
9.1
м-0.25
0.25
76.4
60.7
51.1
Al
k
экв .
Размерности и числовые значения указанных коэффициентов взяты при плотности = 975 кг/м3, что
Расчет потокораспределения в трубопроводной сети
Программный модуль предназначен для расчета режимов работы
трубопроводных сетей.
К началу выполнения гидравлического расчета определены:
сопротивления участков тепловой сети;
сопротивления потребителей;
расходы в узлах сети;
действующие напоры на источниках и насосных станциях.
В результате гидравлического расчета определяются расходы
теплоносителя на каждом участке тепловой сети и давления в каждом узле. Для
определения названных величин используются законы Кирхгофа:
сумма расходов, втекающих в каждый узел, равна нулю (или утечке);
сумма падений давления на всех участках замкнутого цикла равна нулю
(или сумме действующих напоров).
Эти два фундаментальных закона следует дополнить эмпирической
зависимостью падения давления на участке сети от расхода:
64
Δ f(q)
(5.36)
Для всех трубопроводных сетей считается оправданным использование
зависимости вида [13]
f(q)
s
q
q
(5.37)
В частности, для водопроводной сети принято использовать функцию:
f(q) s
q
q
,
(5.38)
где
- постоянный коэффициент, называемый сопротивлением.
С использованием матрицы инцидентности графа сети первую систему
уравнений Кирхгофа можно записать в виде:
q
Q
. A
(5.39)
Здесь A - матрица инцидентности без последней строки,
q вектор расходов на участках,
Q вектор утечек в узлах.
Вторая система уравнений Кирхгофа может быть получена из системы
уравнений, выражающих закон Ома для каждого участка сети:
T
pHS f(q)
. A
(5.40)
Здесь p
- вектор давлений в узлах;
H - вектор действующих на участках напоров;
S - диагональная матрица сопротивлений участков.
Если для графа сети выбрано основное дерево, тогда ему соответствует
определенная система базисных циклов, описываемая матрицей B . Умножая
T
последнее соотношение на матрицу B слева и, учитывая, что
BA
0
,
получается вторая система уравнений Кирхгофа:
BS f(q) BH
(5.41)
Решение такой системы нелинейных уравнений находится численно с
использованием метода Ньютона. При этом время, требуемое для решения,
пропорционально третьей степени числа неизвестных. Для достаточно больших
трубопроводных сетей описанный подход требует слишком больших затрат
машинного времени. Для ускорения процесса решения еще Кирхгофом предложен
метод контурных расходов. В качестве неизвестных величин выбираются
контурные расходы, точнее расходы на участках сети (хордах) не входящих в
65
основное дерево. Количество хорд значительно меньше, чем количество узлов и
участков.
Система (5.39), (5.41) переписывается в виде:
Aq
A
q
Q
,
t
t
c
c
BS
f(
q
)
S
f(
q
)
BH
,
t
t
t
c
c
(5.42)
где нижним индексом “t” отмечены величины, относящиеся к участкам,
образующим дерево, а индексом “c” - к хордам.
Матрица tA обратима, поэтому первое уравнение преобразуется к виду:
T
1
q B
q
A
Q
t
t
c
t
(5.43)
Линеаризация оставшихся уравнений с учетом этого соотношения дает:
KΔq F
c
,
(5.44)
T
KB
S
f
q
)
B
S
f
q
)
t
t
t
t
c
c
где
- матрица Кирхгофа,
правая часть вычисляется по формуле:
FBS f(q )S f(q )BH
t
t
c
c
(5.45)
В соответствии с этим для решения системы нелинейных алгебраических
уравнений имеем рекуррентную формулу:
(N1)
(N)
1
K
F
c
c
(5.46)
Матрица K симметрична и положительно определена, поэтому для
решения уравнения (5.44) применяется метод Холесского. Хранение и обработка
информации производится не в матричной форме, а в виде списков.
На основании решения представленных выше уравнений производится
расчет потокораспределения в сети. В результате расчета определяются:
расходы и потери напора по участкам сети;
напоры во всех узлах, как в подающем, так и обратном трубопроводах;
фактические располагаемые напоры у потребителей.
Если в результате наладки у какого-либо потребителя фактический напор
получится меньше, чем требуемый, то значение этой разницы запоминается и
выдается сообщение «Заданного напора на источнике недостаточно». В этом слу-
чае возможны следующие варианты расчета:
Окончание расчета без изменения напора. Вариант может быть принят,
если на источнике задан реальный располагаемый напор. После
66
завершения расчета следует проанализировать причину недостатка
напора у потребителей.
Задать новый напор на источнике. Выбор значения напора, которое
необходимо добавить для нормальной работы сети. В этом случае
произойдет пересчет потокораспределения и напоров во всех узлах сети.
Вариант может быть использован для выбора оптимального
располагаемого напора на источнике. С этой целью перед началом
расчета в качестве исходных данных задается заведомо малое значение
располагаемого напора, которое в дальнейшем пересчитывается.
Температурные графики систем централизованного теплоснабжения
В соответствии со СНиП
2.04.07-86* регулирование отпуска теплоты
предусматривается, как правило, качественное по нагрузке отопления или по
совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения согласно графику
изменения температуры воды, в зависимости от температуры наружного воздуха.
При центральном качественном регулировании в системах теплоснабжения
с преобладающей
(более
65
%) жилищно-коммунальной нагрузкой следует
принимать регулирование по совмещенной нагрузке отопления и горячего
водоснабжения, а при тепловой нагрузке жилищно-коммунального сектора менее
65
% от суммарной тепловой нагрузки и доле средней нагрузки горячего
водоснабжения менее 15 % от расчетной нагрузки отопления - принимается
регулирование по нагрузке отопления.
Однако, выбор графика регулирования зачастую определяется целым рядом
местных условий, а также сложившимися условиями проектирования системы
теплоснабжения
(схемами присоединения потребителей, диаметрами
трубопроводов тепловой сети и т.д.).
В обоих случаях центральное качественное регулирование отпуска теплоты
ограничивается наименьшими температурами воды в подающем трубопроводе
тепловой сети, необходимыми для подогрева воды, поступающей в системы
горячего водоснабжения потребителей:
для закрытых систем теплоснабжения - не менее 700 С;
для открытых систем теплоснабжения - не менее 600 С.
При расчете графиков температур принимается: начало и конец
отопительного периода при температуре наружного воздуха 8 0 С.
67
График качественного регулирования по отопительной нагрузке
При качественном регулировании отпуска теплоты по отопительной нагрузке
графики температур до и после узла смешения и температуры воды, поступающей
в тепловую сеть, определяются по результатам расчета системы теплоснабжения.
Расчет можно производить как для открытых, так и для закрытых систем
теплоснабжения с зависимым присоединением систем отопления. Выбор
потребителя, на которого производится расчет температурного графика,
осуществляется оператором. При выборе можно ориентироваться на самого
плохого, с точки зрения теплогидравлического режима, потребителя или
потребителя, характеризующего основную массу зданий данного района
теплоснабжения.
Без учета тепловых потерь в тепловых сетях
В этом случае на количество тепловой энергии, получаемой потребителем,
будет оказывать влияние только гидравлический режим работы тепловой сети, т.е.
чем больше располагаемый напор на потребителе (при отсутствии регуляторов),
тем выше температура внутреннего воздуха отапливаемого здания.
Температура сетевой воды в подающем трубопроводе перед отопительной
установкой будет равна температуре воды после источника и в общем случае
может быть определена по формуле:
р
р
р
Q
1.о
t
в.р
t
о
р
Q
о
р
о
2
о
,0С
(5.47)
р
где
- расчетный перепад температур теплоносителя в нагревательных
приборах, 0С.
р
о р
1
u
(5.48)
Температура воды после отопительной установки
р
р
р
Q
Q
2.о
t
в.р
t
о
р
о
2
о
(5.49)
Температура воды после смесительного устройства
р
р
р
Q
Q
3.о
t
в.р
t
о
р
о
2
о
(5.50)
68
С учетом тепловых потерь в тепловых сетях
В этом случае на количество тепла, получаемого потребителем, будет
оказывать влияние не только гидравлический режим работы системы
теплоснабжения, но и потери тепла от источника до выбранного объекта.
При этом, если оператор ориентировался на потребителя, находящегося в
наихудших условиях работы, то потребители, находящиеся вблизи от источника и
имеющие минимальные тепловые потери в тепловых сетях, будут получать
избыточное количество тепловой энергии.
По результатам расчета строится температурный график.
Расчет номинального гидравлического режима систем горячего
водоснабжения
Расчет номинального гидравлического режима выполняется в расчетном
модуле «Наладочный расчет тепловой сети» и является условным расчетным
приемом для подбора дросселирующих устройств и определения мест их
установки.
Ниже приведена методика наладочного расчета для открытых и закрытых систем
горячего водоснабжения
(ГВС), неавтоматизированных систем и систем с
установленным регулятором температуры. Приведенные в качестве примера
выводы применимы при центральном качественном регулировании по
отопительной нагрузке.
Открытая система горячего водоснабжения без регулятора температуры на
систему ГВС
Неавтоматизированная система централизованного теплоснабжения,
абонентский ввод которой подключен к тепловой сети по схеме, представленной на
рисунке 12, не имеет ни одного регулирующего устройства (при проведении
наладочного расчета регулятор температуры не рассматривается). Здесь, система
отопления подключена по зависимой схеме через элеваторный узел. Система
горячего водоснабжения открытая. Места возможной установки дросселирующих
устройств 1, 2, 3, 4 показаны на рисунке 12.
69
Рисунок 12 Схема подключения абонентского ввода к открытой
неавтоматизированной системе ГВС
Дросселирующие устройства 1, 2, устанавливаемые на систему отопления,
должны подбираться на самый неблагоприятный режим работы. Самый
неблагоприятный режим работы характеризуется следующими расчетными
параметрами
,
,
,
−расчетная температура теплоносителя в подающем трубопроводе,
например, 150°C, 130°C;
−расчетная температура теплоносителя в обратном трубопроводе, 70°C;
−расчетная температура теплоносителя на систему отопления, например,
95°C;
−температура наружного воздуха расчетная на отопление, например, -30°C.
При этом подающий трубопровод тепловой сети должен быть нагружен
максимальным расходом сетевой воды. Максимальный расход сетевой воды при
наличии вентиляционной нагрузки определяется по следующей формуле:
(5.51)
Расход воды на систему горячего водоснабжения определяется на точку
излома температурного графика, при температуре воды в подающем
трубопроводе, соответствующей 60°C. Отбор воды, осуществляется из подающего
трубопровода. При загрузке подающего трубопровода максимальным расходом
сетевой воды, располагаемый напор перед системой отопления будет
минимальным, а значит и избыточный напор, который должно погасить
дросселирующее устройство, тоже будет минимальным.
Дросселирующее устройство, для гашения избыточного напора на систему
отопления, устанавливается, как правило, на подающем трубопроводе (1), если не
нарушается одно из следующих условий:
70
содержание .. 4 5 6 7 ..