Библиографическое описание:

Рафальская Т. А. Графики регулирования тепловой нагрузки централизованных систем теплоснабжения // Техника. Технологии. Инженерия. — 2016. — №1. — С. 40-46.

 

Проведено сравнение температурных графиков для централизованных систем теплоснабжения, с учётом современных режимов работы тепловых сетей.

Ключевые слова: система централизованного теплоснабжения, тепловая сеть, график центрального регулирования.

 

Графики центрального регулирования тепловой нагрузки, применяемые на ТЭЦ и районных котельных, разрабатывались с целью оптимизации таких параметров, как расход и температура сетевой воды при обеспечении тепловыми сетями нагрузок на отопление, вентиляцию и горячего водоснабжения [1]. Однако, нагрузка отопления значительно меняется в течение отопительного сезона, поскольку зависит от температуры наружного воздуха; нагрузка горячего водоснабжения в течение года практически постоянна, однако имеет существенную суточную неравномерность.

В настоящее время вопросы энергосбережения стоят особенно остро, поскольку уже начиная с конца 70-х годов прошлого века появились существенные отклонения температур сетевой воды 1 в фактических графиках регулирования от их проектных значений без каких-либо расчётных обоснований. Отклонения от проектного графика влечёт за собой ряд серьёзных последствий, которые диктуются балансовыми энергетическими соотношениями: изменение потерь давления по сетевой воде в теплосети, в теплообменном оборудовании теплоисточника и тепловых пунктов (ТП), изменение мощности сетевых насосов, гидравлическая разрегулировка тепловой сети. В то же время, выбор температурного графика с учётом возможностей теплоисточника должен обеспечивать прежде всего решение главной задачи — обеспечение нормируемых температур в помещениях и нормируемой температуры воды на горячее водоснабжение.

В разрабатываемых графиках центрального регулирования в целях энергосбережения предлагалось учитывать внутренние тепловыделения, солнечную радиацию, ветер, тепловую инерцию наружных стен зданий, однако, понятно, что при существующей тенденции верхней «срезки» температурного графика все эти преимущества сводятся на нет и вместо экономии энергоресурсов мы получаем повышенные затраты на наладку гидравлического режима теплосети и отклонение внутренней температуры от требуемой.

Рассмотрим особенности графиков центрального регулирования.

 

Таблица 1

Особенности графиков центрального регулирования

График центрального регулирования

Характерные особенности

1, [2]

1) Линия 1 — температура воды в подающем трубопроводе системы отопления с учетом бытовых тепловыделений (Qтв); 2 — без учета Qтв; 3 и 4 — соответственно в обратных трубопроводах. 5 — температура в подающем трубопроводе тепловых сетей при повышенном температурном графике; 7 — то же без учета Qтв; 6 — температура воды для систем приточной вентиляции и воздушного отопления.

2) Учёт Qтв позволяет снизить температурный график, однако нижняя срезка графика для того чтобы поддерживать в СГВ th60C делается при 170C, что увеличивает увеличивает область качественного регулирования тепловой нагрузки, но повышает также стоимость подогревателей СГВ и может привести к нарушению санитарных норм.

2, [3]

1) Линия 1 — 1 с учетом Qтв и расхода тепла на циркуляцию СГВ; 2 — 1 при «балансовой» нагрузке СГВ; 3, 4 — о1 и о2 с учетом Qтв, график рассчитан на переменную температуру внутреннего воздуха: tв=21С при tнср и tв=18С при tно; 5, 6 — то же без учета Qтв, график рассчитан на tв=18С.

2) Линия 7 — график настройки отопительного регулятора выше отопительного графика с учетом снижения 1 после подогревателя СГВ II ступени (или уменьшения расхода, в зависимости от схемы ТП). Однако это вызовет колебания tв. Более рациональным решением будет применение способа настройки программируемого регулятора, поддерживающего о1тр (Gdo=const) при любом водоразборе на горячее водоснабжение.

3, [4]

1) Предложена формула определения д, т. е. о2 при отклонении на ТЭЦ от температурного графика.

.

2) Не учитываются: наличие нагрузки СГВ, схема ТП, вид СГВ и отопления, особенности местного регулирования теплоты в ТП. Если рассчитываются только отопительные тепловые сети без СГВ, то непонятно наличие срезки.

4, [5,6]

1) 1 — температура 1; 2 — о1; 3 — о3; 4 — о2; 5 — перед подогревателями СГВ.

2) Требуется схема ТП с подогревателями СГВ на обратной магистрали.

3) В графике учитывается расход теплоты на подогрев воды после систем отопления. График рассчитывается из условия подачи Qdoтр при работе тепловых сетей с постоянным Gdo и поддержания стабильной температуры греющей воды перед подогревателями СГВ.

4) Не определена температура обратной воды 2; определение требует исследования режимов ТП.

5) Требуемый расход Gdo больше, чем при повышенном графике, т. к. Gdo=const в течение всего отопительного сезона.

5, [7]

1) Линией 1 показан температурный график, учитывающий расход тепла на циркуляцию в СГВ температурной надбавкой

cir=0,25Qhm/Gd.

Линия 2 — повышенный график, без учета циркуляции, рассчитанный на «балансовую» нагрузку СГВ.

Линии 3 и 4 — необходимые температуры в подающем и обратном трубопроводах внутриквартальных отопительных сетей с учетом бытовых тепловыделений.

2) Проектировать и учитывать циркуляцию в современных СГВ необходимо, поскольку не учет этого расхода приводит к снижению Gdo, и, следовательно, tв на протяжении всего отопительного периода.

6, [8]

1) Предлагается расход теплоты на отопление находить по формуле

Q=Qo(1+т+и)Qтв,

где т=Qт/Qo доля потерь теплоты, вызываемых изменением коэффициента теплоотдачи при изменении скорости ветра (w); и=Qи/Qo доля потерь теплоты на инфильтрацию наружного воздуха; Qтв бытовые тепловыделения.

.

2) Инфильтрация и w значительно изменяются как на различных местностях, так и по высоте отдельного здания. Точное централизованное определение w практически невозможно.

7, [9]

1) График совместного отпуска теплоты (на отопление и СГВ) в открытых системах теплоснабжения.

2) При отсутствии водоразбора Gdo соответствует расчетному на отопление. При наличии водоразбора Gdo в зависимости от нагрузки СГВ имеет разный знак для разных диапазонов отопительного периода. С увеличением нагрузки СГВ Gdo растет при низких tн и снижается при повышенных tн.

3) Так как при зависимом присоединении системы отопления работают при переменномGdo, происходит их внутренняя разрегулировка, устранить которую можно при установке регуляторов на отопительных приборах.

8, [9]

1) График температур закрытой системы теплоснабжения при центральном регулировании суммарной нагрузки отопления и горячего водоснабжения.

2) В закрытых системах не происходит разрегулировки систем отопления благодаря наличию подмешивающих насосов. Однако, влияние неравномерности суточного графика СГВ на подачу теплоты в систему отопления в закрытых системах сильнее, чем в открытых. Значительное влияние нагрузки СГВ на систему отопления подтверждается исследованиями режимов ТП, особенно при несоблюдении графика центрального регулирования на источнике теплоты при низких tн.

9, [9]

1) Предложен график центрального регулирования по совместной нагрузке отопления и СГВ, основанный на переменной «скользящей» tвр=18–20С. При tно, tв=18С; при tни, tв=20С. При любой tн, tв определяется по формуле

.

2) В работе предполагается, что поскольку при низких tн значительная часть нагрузки СГВ покрывается за счет теплоты обратной магистрали, то такое решение уменьшит перегрев помещений. Однако исследование переменных режимов ТП показало, что при низких tн снижение tв наибольшее.

10, [10]

1) На рис. а видно, что чем выше значение районное значение соотношения тепловых нагрузок на отопление и горячее водоснабжение р, тем выше необходимая температура воды в подающей линии 1 и температура воды после системы отопления о2 (при Qh=0) и тем ниже температура обратной сетевой воды 2 (при средней нагрузке СГВ Qhm). Как показало исследование режимов работы ТП при повышенном графике центрального регулирования, увеличение 1 выше расчетной (в данном случае 150С) связано с увеличением недогрева водопроводной воды в I ступени подогревателя СГВ при увеличении Qh; при увеличении р до 0,5 и выше 2 может достигнуть низких значений и возникнет опасность её замерзания при tн<0.

2) На рис. б показано увеличение необходимого расхода сетевой воды Gd, сверх Gdo при максимальном водоразборе в СГВ.

11, [11]

1) Излом графиков при 1=70С независимо от , снижает величину «перегрева» в переходный период отопительного сезона в неавтоматизированных системах отопления при последовательной схеме. Но при смешанной с ограничением расхода схеме ТП это приведет к значительному «недогреву» зданий в этот период.

2) Не использована возможность сокращения капитальных затрат, т.к при изломе графика при >70С при >0 можно уменьшить площадь подогревателя СГВ II ступени.

3) 2 на рис. а соответствует только последовательной схеме ТП при среднем водоразборе на СГВ.

4) На рис. б показано уменьшение удельных расходов сетевой воды Gуд=Gdo/Qd при повышении 1 с увеличением  и при постоянном расходе в тепловых сетях, равном отопительному Gdo.

12 [12]

1) Предложен криволинейный температурный график 2, который приближённо можно описать уравнением:

вместо применяемого в настоящее время графика с «верхней» срезкой (Линия 1 — традиционный температурный график). Кривизна графика отражает экспоненциальную зависимость теплоотдачи отопительного прибора от разности температур.

2) Для использования преимуществ графика необходимо точное поддержание температур теплоносителя на источнике теплоты.

 

Выводы.

Выбор температурного графика центрального регулирования тепловой нагрузки должен сопровождаться расчётом переменных тепловых и гидравлических режимов работы системы теплоснабжения и тепловых пунктов, а также технико-экономическим расчётом, с учётом возможностей источника теплоты поддерживать точные расчётные значения температур воды на протяжении всего отопительного периода.

Литература:

 

  1.                Рафальская Т. А. Проблемы управления тепловыми и гидравлическими режимами теплоносителей в системах теплоснабжения при центральном регулировании тепловой нагрузки / Т. А. Рафальская // Наука и мир. Международный научный журнал.  2015.  № 3 (19). Том 2.  С. 78–81.
  2.                Ливчак В. И. О температурном графике отпуска тепла для систем отопления жилых зданий / В. И. Ливчак // Водоснабжение и санитарная техника.  1973.  № 12.  С. 19–22.
  3.                Ливчак В. И. Улучшение работы ЦТП — реальный путь повышения качества и экономичности теплоснабжения жилых микрорайонов / В. И. Ливчак, Н. Н. Чистяков // Водоснабжение и санитарная техника.  1976.  № 4.  С. 20–25.
  4.                Рябцев В. И. Определение значения нормативной температуры обратной сетевой воды в нерасчетном режиме / В. И. Рябцев, Г. А. Рябцев // Новости теплоснабжения.  2001.  № 3.  С. 29–30.
  5.                Пасков В. В. Как повысить эффективность систем централизованного теплоснабжения городов Российской Федерации / В. В. Пасков, В. Л. Якимов // Энергосбережение.  1999.  № 4.  С. 7–13.
  6.                Якимов В. Л. Повышение эффективности работы систем теплоснабжения / В. Л. Якимов // Водоснабжение и санитарная техника.  1996.  № 5.  С. 24–26.
  7.                Ливчак В. И. О температурном графике отпуска тепла микрорайонам // Жилищное строительство.  1975.  № 11.  С. 10–11.
  8.                Сафонов А. П. К вопросу о температурном графике систем теплоснабжения / А. П. Сафонов // Теплоэнергетика.  1978.  № 12.  С. 21–14.
  9.                Соколов Е. Я. Центральное регулирование современных городских систем теплоснабжения / Е. Я. Соколов // Электрические станции.  1963.  № 10.  С. 23–30.
  10.            Зингер Н. М. Выбор оптимального режима отпуска тепла от ТЭЦ / Н. М. Зингер, А. И. Миркина // Электрические станции.  1978.  № 5.  С. 14–18.
  11.            Зингер Н. М. Расчет на ЭВМ оптимального режима отпуска тепла от ТЭЦ в район с разнородной тепловой нагрузкой / Н. М. Зингер, А. И. Любарская, Н. П. Белова, Г. В. Монахов, С. Д. Каплан // Электрические станции.  1980.  № 3.  С. 32–35.
  12.            Гершкович В. Ф. Сто пятьдесят… Норма или перебор? (Размышления о параметрах теплоносителя) // Энергосбережение, 2004.  № 5. C. 14–19.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Посетите сайты наших проектов