Водоснабжение

Регулирование отпуска теплоты на горячее

В открытых системах горячего водоснабжения разбор воды осуществляется по-разному, в зависимости от температуры воды в тепловых сетях. При температуре сетевой воды в подающем трубопроводе 60-65 ºС водоразбор ведется из подачи, при достижении этих температур в обратке – из обратки. В интервале наружной температуры воздуха от t _нп до t _н’ вода на горячее водоснабжение забирается из обоих трубопроводов одновременно. Изменение места и величины водоразбора существенно влияет на гидравлический режим всей системы теплоснабжения.

Рис. 4.8. Схема открытой СГВ, график регулирования

Выбор метода центрального регулирования определяется в зависимости от гидравлической устойчивости системы, соотношения нагрузок и наличия местного регулирования. Независимо от метода регулирования температура воды в подаче не должна быть ниже 60 ºС. Расчетный расход сетевой воды определяется по формуле:

кг/ч, где , (4.43)

В общем случае величина водоразбора из подачи G _гв^под и G _гв^обр определяется расчетом:

кг/ч, (4.44)

где β _n – доля водоразбора из подающего трубопровода.

Из уравнения теплового баланса:

(4.45)

и материального баланса: получим:

, где t _г = 60 ºС. (4.46)

В I диапазоне при Т₂ > t _г расход воды в сети уменьшается пропорционально отношению:

; при Т ₂ = Т _2р = 70 ºС . (4.47)

В закрытых системах горячего водоснабжения регулирование отпуска теплоты на горячее водоснабжение различно и зависит от схемы подключения подогревателей.

При параллельном включении подогревателей горячего водоснабжения (рис. 4.9) во II диапазоне условия теплообмена в подогревателе постоянны (при Q _гв = const и ΔТ = Т ₁- Т ₂ = const), следовательно G _гв = const..

Рис. 4.9. Схема закрытой СГВ с параллельным включением подогрева-

телей, график регулирования

Режим работы установки обеспечивается центральным регулированием. Местное регулирование с помощью регулятора температуры РТ применяется в случае резкого сокращения или прекращения водоразбора.

Расход воды через подогреватель определяется по формуле:

. (4.48)

Наиболее эффективный нагрев водопроводной воды, идущей на горячее водоснабжение, происходит при t _2гвп = 30 ºС по СНиП.

В I диапазоне при обеспечивается местным количественным регулированием с помощью РТ. При повышении температуры сетевой воды РТ автоматически прикрывается, уменьшая поступление греющей воды.

Для вывода уравнения в этом диапазоне необходимо рассмотреть уравнение теплового баланса для двух температур (t _нп и t _н), теплоотдачи подогревателя и подачи теплоты из сети. За расчетные условия принимаем t _нп:

, (4.49)

причем т.к. .

Учитывая, что: , (4.50)

из 1 = 3 получим: ; (4.51)

из 1 = 2 с учетом 4 получим: , (4.52)

где Δt _б и Δt _бп – логарифмические перепады температур (рис. 4.10).

. (4.53)

Рис. 4.10. Логарифмические перепады температур: а – при t _нп;

б – при t _нр

Подставив в 5 выражение для Δt _б и Δt _бп методом подбора определяем t _2гв при t _н.

, ,

, (4.54)

где m – количество человек;

а – суточное потребление горячей воды одним человеком, л/сут.чел;

К _ч – коэффициент часовой неравномерности.

Смешанная схема включения подогревателей горячего водоснабжения позволяет увеличить полезное использование теплоты обратной сетевой воды (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Схема закрытой СГВ со смешанным включением

подогревателей, график регулирования

Сетевая вода после подогревателя верхней ступени ТО2 смешивается с обратной водой от отопления и используется в подогревателе нижней ступени ТО1. Более глубокое охлаждение обратной сетевой воды уменьшает расход сетевой воды на вводе. Регулирование Q _гв осуществляется по диапазонам.

I диапазон: от t _нп до +8 ºС:

1. Температура сетевой воды на выходе из ТО2 принимается равной температуре обратной воды от отопления ;

2. Температура водопроводной воды на выходе из ТО1 определяется из условия недогрева ее на 5-10 ºС: ;

3. Тепловая нагрузка делится между ТО1 и ТО2 пропорционально нагреву водопроводной воды в каждом из них:

, (4.55)

где , .

(4.56)

; (4.56а)

. (4.57)

4. Температура сетевой воды на выходе из ТО1 определяется из уравнения:

, (4.58)

где ; (4.59)

. (4.60)

II диапазон: от t _нп до t _нр :

Вследствие повышения температуры воды после системы отопления подогрев водопроводной воды в ТО1 увеличивается. При этом тепловая нагрузка подогревателя ТО2 соответственно уменьшается. Регулятор температуры (РТ) уменьшает поступление воды (сетевой) в Б II.

Расход сетевой воды через ТО2, температуру воды на выходе из ТО2, температуру смеси на входе в ТО1 и температуру воды на выходе из ТО2 (Т ₂) определяют методом подбора из уравнений:

для ТО1: ; (4.61)

для ТО2: ; (4.62)

уравнение смешения:

; (4.63)

уравнение для теплообменника:

, . (4.64)

Задавшись расходом сетевой воды G _гв проверяют величину t _г. Если , то расчет повторяют.

При последовательной схеме включения подогревателей горячего водоснабжения регулирование Q _гв также осуществляется по диапазонам (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Схема закрытой СГВ с последовательным включением

подогревателей, график регулирования

, где . (4.65)

I диапазон: от t _нп до +8 ºС:

, где . (4.66)

II диапазон: от t _нп до t _нр:

при t _нр . (4.67)