Виды тепловых нагрузок

В системах централизованного теплоснабжения тепло расходуется на отопление зданий, нагревание приточного воздуха в установках вен- тиляции и кондиционирования, на горячее водоснабжение, а также тех- нологические процессы промышленных предприятий.

В системах отопления и вентиляции тепло расходуется не непре- рывно в течение года, а только при сравнительно низких температурах наружного воздуха. Таких потребителей тепловой энергии принято на- зывать сезонными, а их тепловые нагрузки – сезонными тепловыми на- грузками.

Тепловая энергия в системах горячего водоснабжения и в технологи- ческих процессах промышленных предприятий расходуется непрерывно в течение года и мало зависит от температуры наружного воздуха.

Тепловые нагрузки на горячее водоснабжение и технологические нужды считаются круглогодовыми тепловыми нагрузками.

При проектировании систем теплоснабжения для существующих городов и поселков расчетные данные о сезонных тепловых нагрузках следует принимать из проектов отопления и вентиляции. При перспек- тивном строительстве расчетные расходы тепла рекомендуется прини- мать из типовых проектов с соответствующей корректировкой по кли- матическим условиям района строительства.

При отсутствии проектных данных отопительные тепловые нагруз- ки зданий определяются одним из следующих методов:

1) расчетом теплопотерь через элементы ограждающих конструк- ций и добавления потерь на нагрев инфильтрационного воздуха [6];

2) расчетом теплопотерь по укрупненным показателям [6, 26];

3) определением теплообмена установленного в здании отопитель- но- вентиляционного оборудования [10].

Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции выполняется при необходимости более точного определения тепловых потерь, на- пример, при расчетах, требующих составления теплового баланса зда- ния и отдельных его помещений.

При отсутствии проектных данных отопительные тепловые нагруз- ки, как правило, определяются по укрупненным показателям.

Конечной целью расчетов теплового потребления является опреде- ление тепловых нагрузок (максимальных, текущих) объектов системы теплоснабжения на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, расчет и построение графиков тепловых нагрузок (суточных, годовых и по продолжительности).

21. Параллельная схема установки горячего водоснабжения и ото- пительной установки по зависимой схеме со струйным смешением

Схемы подключения систем отопления и горячего водоснабжения к тепловым сетям: а – параллельная схема включения установки горячего водоснабжения и отопительной установки по зависимой схеме со струйным смешением;

При такой схеме расход сетевой воды на абонентском вводе опре- деляется суммой расходов воды на отопление и горячее водоснабжение:

Расход сетевой воды на отопление является постоянной величиной и поддерживается на расчетном уровне регулятором расхода РР. Расход сетевой воды на горячее водоснабжение является резко переменной ве- личиной. Регулятор РТ изменяет этот расход в соответствии с нагрузкой ГВС.

Недостатки схемы: при параллельном присоединении отопления и ГВС обратная сетевая вода, возвращаемая из отопительной установки с температурой порядка 40÷70 °С, не используется для подогрева хо- лодной водопроводной воды, имеющей на вводе температуру порядка 5 °С, хотя теплом обратной воды после отопления можно покрыть зна- чительную долю нагрузки ГВС, поскольку t гвс, подаваемой в систему горячего водоснабжения, обычно не превышает 55÷60 °С. При рассмат- риваемой схеме вся тепловая нагрузка ГВС удовлетворяется за счет те- пла сетевой воды, поступающей в водоводяной подогреватель непо- средственно из подающей линии тепловой сети. Поэтому получается за- вышенный расход воды в городских сетях. Это вызывает увеличение диаметров тепловых сетей и рост начальных затрат на их сооружение, а также увеличение расхода электрической энергии на перекачку тепло- носителя (см. рис. 2.19).

Но независимое регулирование тепла на горячее водоснабжение исключает снижение расхода тепла на отопление при максимальных во- доразборах. Поэтому параллельные присоединения подогревателей применяется при значительной доле тепловой нагрузки на горячее водо- снабжение, а также в зданиях с небольшим суммарным расходом тепла (до 230 кВт), когда простота приготовления горячей во- ды и затраты на оборудование экономически выгоднее перерасхода теп- лоносителя.

6. Показать схему двухступенчатой системы теплоснабжения. Ее преимущества и недостатки.

Рисунок 1 – Схема двухступенчатой системы теплоснабжения

1 – магистральные трубопроводы; 2 – ответвления; 3 – распределительные сети; 4,5 – ответвления к зданиям на отопление и вентиляцию; 6 – ответвления на технологические процессы

В двухступенчатых системах между источником тепла и потребителями размещают центральные тепловые пункты (ЦТП) или контрольно - распределительные пункты (КРП), в которых параметры теплоносителя могут изменяться по требованию местных потребителей. ЦТП и КРП оборудуются насосными, водонагревательными установками, регулирующей и предохранительной арматурой, контрольно-измерительными приборами, предназначенными для обеспечения группы потребителей в квартале или районе теплом необходимых параметров. С помощью насосных или водонагревательных установок магистральные трубопроводы (первая ступень) соответственно частично или полностью гидравлически изолируются от распределительных сетей (вторая ступень). Из ЦТП или КРП теплоноситель с допустимыми или установленными параметрами для местных потребителей по общим или отдельным трубопроводам второй ступени подается в МТП каждого здания. При этом в МТП производятся лишь элеваторное подмешивание обратной воды из местных отопительных установок, местное регулирование расхода воды на горячее водоснабжение и учет расхода тепла.

Многоступенчатые системы теплоснабжения с ЦТП и КРП позволяют в десятки раз уменьшить число местных подогревателей горячего водоснабжения, циркуляционных насосов и регуляторов температуры, устанавливаемых в МТП при одноступенчатой системе. В ЦТП возможна организация обработки местной водопроводной воды для предупреждения коррозии систем горячего водоснабжения. Наконец, при сооружении ЦТП и КРП сокращаются в значительной мере эксплуатационные затраты и затраты на содержание персонала для обслуживания оборудования в МТП.

16. Однотрубные и многотрубные водяные системы. Преимущества и недостатки.

Различают следующие типы водяных систем в зависимости от числа теплопроводов: одно-, двух-, трех- и многотрубные.

Однотрубная система. Наиболее простой и перспективной для транспортировки тепловой энергии на большие расстояния является однотрубная бессливная система теплоснабжения.

В этой системе необходимо, чтобы вся сетевая вода разбиралась в точках водопотребления. Имеются варианты схем однотрубных систем дальнего теплоснабжения.

Однотрубная система распространяется от удаленной от города ТЭЦ до пикового источника, расположенного вблизи города, с прокладкой в районе теплопотребления обычных двухтрубных распределительных сетей.

Однотрубная сеть от ТЭЦ до городских распределительных сетей предназначена для транзитной передачи тепла и подпитки городских тепловых сетей. Подпитка распределительных сетей идет непрерывно и регулируется регулятором расхода РР, установленным в ПРК. Неравномерное потребление горячей воды из распределительных сетей регулируется установкой аккумуляторов для слива в них избытков воды и регуляторов подпитки и слива.

Многотрубные системы теплоснабжения являются самыми надежными. Циркуляционный трубопровод ГВС обеспечивает циркуляцию горячей воды, тем самым предотвращается охлаждение воды в период пониженного водоразбора.

Преимущество многотрубных систем состоит в том, что отпадает надобность в дорогостоящих ЦТП.

Но повышение надежности многотрубных систем требует двойного увеличения затрат в сооружение тепловых сетей. Эти затраты сопоставимы или даже превышают затраты в источник теплоснабжения. Поэтому многотрубные длительной протяженностью от ТЭЦ не проектируются, а проектируются сети небольшой протяженности от небольших местных котельных и сельскохозяйственных комплексов.

26. Методы центрального регулирования отпуска теплоты.

Режим регулирования водяных систем теплоснабжения зависит от многочисленных факторов, но основным является вид тепловой нагрузки и схемы узлов вводов абонентов. Регулирование отпуска тепла значительно упрощается при однородной тепловой нагрузке.

В этих случаях можно ограничиться только центральным регулированием тепловой нагрузки.

Центральное регулирование отопительной нагрузки применяют в системах теплоснабжения с децентрализованным горячим водоснабжением. В таких системах отопление является основной тепловой нагрузкой. Центральное регулирование осуществляется в соответствии с потребностью тепла для отопления зданий при различных наружных температурах воздуха.

Различают качественное и количественное центральное регулирование отпуска теплоты.

При качественном регулировании задача расчета состоит в определении температуры воды в зависимости от тепловой нагрузки. Расход воды остается постоянным в течение всего отопительного сезона.

Постоянный расход воды при центральном качественном регулировании упрощает эксплуатацию системы, поэтому этот метод регулирования нашел применение в существующих системах теплоснабжения от районных котельных.

При количественном регулировании температура сетевой воды в подающем трубопроводе постоянна. Регулирование тепловой нагрузки осуществляется изменением расхода воды. Задачей расчета является определение расхода и температуры обратной воды в зависимости от величины отопительной нагрузки.

Основным достоинством количественного регулирования является сокращение расхода электроэнергии на перекачку теплоносителя. Это преимущество может быть использовано в магистральных трубопроводах двухступенчатых сетей, к которым абоненты присоединены по независимым схемам или с помощью смесительных насосных подстанций. При снижении расхода сетевой воды в магистральных сетях смесительные насосы, работающие с переменным коэффициентом смешения, увеличивают подачу воды из обратной магистрали. Благодаря этому в системах отопления сохраняется необходимый расход воды и тем самым устраняется основной недостаток количественного регулирования – разрегулировка отопительных систем.

Кроме того, применяется центральное качественно-количественное регулирование отпуска теплоты.

При качественно-количественном регулировании осуществляется изменение расхода и температуры сетевой воды в зависимости от величины отопительной нагрузки.

18. Зависимые схемы присоединения потребителей.

Схемы присоединения систем отопления бывают зависимыми и независимыми. В зависимых схемах теплоноситель в отопительные приборы поступает непосредственно из тепловой сети. Один и тот же теплоноситель циркулирует как в тепловой сети, так и в системе отопления, поэтому давление в системах отопления определяется давлением в тепловой сети. В независимых схемах теплоноситель из тепловой сети поступает в подогреватель, в котором нагревает воду, циркулирующую в системе отопления. Система отопления и тепловая сеть разделены поверхностью нагрева теплообменника и, таким образом, гидравлически изолированы друг от друга.

Могут применяться любые схемы, но следует правильно выбирать вид присоединения систем отопления, чтобы обеспечить надежную их работу.