Расчет коэффициента эффективности для различных систем геотермального теплоснабжения

Введение

 

В данной расчетно-графической работе рассматриваются и проектируются геотермальные установки, а так же системы отопления работающие на геотермальных источниках теплоснабжения.

Исходными данными для варианта 17 являются следующие данные:

На расчет коэффициента эффективности для различных систем геотермального теплоснабжения:

Температура геотермальной воды                                       100

Температура геотермального теплоносителя               140

Температура обратной воды после отопления                    75

Температура наружного воздуха                      -9

Продолжительность отопительного сезона                     167

Месторождение пластового типа, пласт полуограниченный 4,9

Расчетная нагрузка на отопление                             1,04

Расчетная нагрузка на горячее водоснабжение      0,58

Подбор отопительных приборов и построение графиков геотермального систем отопления:

Расчетная мощность прибора                                           1980

Расчетная температура горячей воды                                  76

Расчетная температура обратной воды                          31

Расчетная температура внутреннего воздуха в помещении    19

На расчет комплексной системы геотермального теплоснабжения:

Температура геотермальной воды                                  100

Температура водопроводной воды                                        10

Температура обратной воды после отопления               60

Температура наружного воздуха                              -22

Расчетный дебит геотермальной воды                                 167

Расчетный среднесуточный расход горячей воды            103

Расчетная начальная температура нагреваемой воды 72

Расчетная температура внутреннего воздуха в помещении    18

 

 

Расчет коэффициента эффективности для различных систем геотермального теплоснабжения

А. Открытая двухтрубная геотермальная система теплоснабжения с присоединением систем ГВ к подающему трубопроводу (т.е. параллельная подача геотермального теплоносителя на отопление и горячее водоснабжение).

1. Удельный расход геотермальной воды, приходящей на 1 МВт расчетной тепловой нагрузки, определяется по формуле:

 

,           (1)

 

где: , – расчетные нагрузки отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, Вт;

с – удельная теплоемкость теплоносителя, Дж/(кг×°С),

, – расчетные перепады температур теплоносителя в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, °С,

 – удельный расход геотермальной воды, приходящейся на единицу расчетной тепловой нагрузки объекта, кг / Дж.

 кг/с.

2. Доля расчетного дебита геотермальной воды, расходуемой на отопление, определяется по формуле:

 

(2)

 

.

То же, на горячее водоснабжение получим из формулы:

 

,                                 (3)

 

Норм.

3. Степень относительного использования максимума нагрузки

– на отопление:

 

,                                     (4)

 

где: j_сp.от. – среднеотопительный коэффициент отпуска теплоты, определяемый по формуле:

 

,                                     (5)

 

где:  – температура воздуха в обслуживаемых помещениях, °С;

 – расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления или вентиляции, °С;

t, t_н.ср. – средняя за период работы систем отопления или вентиляции температура наружного воздуха, °С (см. СНиП [4]).

Пусть , тогда ,

– на горячее водоснабжение:

 

,                                      (6)

.

4. Коэффициент использования скважины определяется по формулам таблицы 1. [1]

– для отопления:

 

             (7)

 

,

 

– для горячего водоснабжения:

 

,                          (8)

 

5. Средневзвешенная величина коэффициента использования скважины определяется следующим образом:

 

,                      (9)

 

.

6. Степень относительного увеличения расчетного дебита скважины в целом для объекта определяется при известном  для полуограниченного пласта с  по рис. 1 [1] – .

7. Степень относительного срабатывания температурного перепада определяется по формулам, :

– на отопление:

 

,                                                  (10)

 

.

– на горячее водоснабжение .

8. Коэффициент эффективности геотермального теплоснабжения для данной схемы определяется следующим образом:

 

,                 (11)

 

.

Б. Зависимая система отопления с пиковым догревом геотермального теплоносителя:

1. :

 

,                   (12)

 

 кг/с,

 

2.                                 (13)

 

.

3. Коэффициент отпуска теплоты, соответствующий моменту отключения пикового догрева, определяется следующим образом:

 

,                                (14)

 

4. Пусть коэффициент отпуска теплоты, соответствующий моменту окончания отопительного сезона .

5. Ориентировочная продолжительность работы пикового догрева Т_п (сут.) определяем по формуле:

 

,                         (15)

 

где: А и В-эмпирические коэффициенты (графикам рис. 15 и 16 из приложения [1]).

При t^¢_н = -9°С; А = 0,06; В = 0,55.

Тогда:

сут

6. Относительный коэффициент отпуска теплоты определяется следующим образом:

 

,                         (16)

 

7. Температура сбросной воды, соответствующая моменту отключения пикового догрева, приближенно определяется по формуле:

 

,                                  (17)

 

8. Коэффициент использования скважины при отоплении определяется по формуле:

 

, (18)

 

9. Доля пикового догрева на отопление определяется по графикам рис. 2. [1]

 

                  (19)

 

и

d_н = 0,05 (см. рис. 2 [1]).

10. Степень относительного срабатывания температурного перепада:

– для систем отопления:

 

,                                                (20)

– для систем горячего водоснабжения:

11. Средневзвешенная величина коэффициента использования скважины определяется следующим образом:

 

,                               (21)

 

12. По рис. 1 [1] определяем z_oб. = 1,43.

13. Коэффициент эффективности геотермального теплоснабжения объекта равен:

 

,      (22)

 

.