Температурный график системы отопления. Температурный график тепловой сети

4.2 Исходные данные по источникам тепловой энергии в примерной системе теплоснабжения

Исходные данные по источникам тепловой энергии в примерной системе теплоснабжения подбирались согласно разделу 3.1 части I настоящих Рекомендаций.

4.2.1 График температур сетевой волы в подаюшей линии, утвержденный ЭСО (АО-энерго)

Этот график должен быть проверен. При ограниченной мощности источников тепловой энергии он должен быть скорректирован и изменения его должны быть согласованы с ЭСО.

В примерной системе теплоснабжения график температур сетевой воды в подающей линии задан качественным в диапазоне между точками его спрямления и срезки. При расчетной температуре наружного воздуха для отопления t НВ.Р = -26°С расчетная номинальная температура воды в подающей линии составляет t 1Р = 150°С, расчетная номинальная температура в обратной линии для отопительно-вентиляционной нагрузки составляет t 2Р = 70°С.

Температура сетевой воды в точке излома и в диапазоне спрямления температурного графика принята t 1Р = 70°С исходя из условий обеспечения необходимой температуры воды в СГВ.

Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома температурного графика, равна t НВ.И = +2,5 °С.

4.2.1.1 Построение температурного графика качественного регулирования

Значения температуры сетевой воды по графику качественного регулирования могут быть определены путем решения с помощью ПЭВМ задачи А - «Т 1 t 2 t 3 ».

Решением задачи А определяются значения температуры сетевой воды в подающей линии тепловой сети Т 1 , в обратной линии систем отопления Т 2 и в их подающей линии Т 3 в зависимости от температуры наружного воздуха Т n при графике качественного регулирования. Задача решается при любых значениях расчетных температур сетевой воды: Т 1Р , Т 2Р , и Т 3Р .

Следует иметь в виду, что во всех используемых программах расчета эксплуатационных удельных расходов сетевой воды могут применяться обозначения только буквами латинского алфавита, а в скобках приводятся обозначения, используемые в тексте настоящих Рекомендаций.

Т V (T BH.P ) Т V = 18);

Т пр (T HB.P ) - расчетная температура наружного воздуха для отопления, °С (Т цр = -26);

Т 1p (t 1P ) Т 1p = 150);

Т 2p (t 2P ) Т 2p = 70);

Т 3p (t 3P ) - номинальная расчетная температура воды в подающей линии систем отопления, o С (Т 3р = 95);

Т n (t HB ) - температура наружного воздуха (°С), при которой определяются значения температуры воды по качественному графику Т 1 , Т 2 и Т 3 (Т n = -3).

При указанных исходных значениях температуры воды и воздуха ответом задачи служат значения: Т 1 = 85,9"С; Т 2 = 47,7°С; Т 3 = 59,7°С. Дополнительно в решение задачи входит и средняя температура нагревательного прибора Т SP = 53,7 в С.

4.2.1.2 Определение точек излома и срезки температурного графика качественного регулирования

Значения температуры наружного воздуха, соответствующие точкам излома и срезки температурного графика качественного регулирования, как и любые значения температуры наружного воздуха, соответствующие заданной температуре сетевой воды в подающей линии по качественному графику, могут быть определены путем решения с помощью ПЭВМ задачи В - «Т nи t nc ».

Решение задачи В определяет температуру наружного воздуха Т n (°С), соответствующую заданной температуре сетевой воды в подающей линии по качественному графику Т 1/ В частности, значения температуры Т 1 могут соответствовать значениям температуры сетевой воды в подающей линии в точках излома и срезки температурного графика качественного регулирования.

Необходимые исходные данные (значения в скобках - для примерной системы теплоснабжения):

Т V (t BH.P ) - расчетная температура воздуха внутри помещений, °С (Т V = 18);

Т пр (t HB.P ) - расчетная температура наружного воздуха для отопления, °С (Т пр = -26);

T 1p (t 1P ) - номинальная расчетная температура сетевой воды в подающей линии тепловой сети, °С (Т 1р = 150);

Т 3р (t 3P ) - номинальная расчетная температура воды в подающей линии систем отопления, °С (Т 3p = 95);

Т 2p (t 2P ) - номинальная расчетная температура воды в обратной линии систем отопления, °С (Т 2Р = 70);

Т 1 (t 1 ) - заданная температура воды в подающей линии тепловой сети по качественному графику (°С), которой соответствует искомая температура наружного воздуха Т n (Т 1 = 70).

При указанных исходных значениях температуры воды и воздуха ответом задачи служит значение t HB = 2,4°С.

4.2.1.3 Определение точки срезки графика температур сетевой воды в подающей линии при ограниченной мощности источников тепловой энергии

Температура сетевой воды в точке срезки температурного графика определяется соотношением реально располагаемой мощности источников тепловой энергии и присоединенной расчетной тепловой нагрузки.

Реально располагаемая тепловая мощность источников тепловой энергии в примерной системе теплоснабжения составляет = 525 Гкал/ч.

Фактическая тепловая нагрузка потребителей и тепловые потери в примерной системе теплоснабжения слагаются из следующих значений расходов тепловой энергии:

Фактически возможного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию (расчетный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию при расчетной температуре наружного воздуха составляет = 506 Гкал/ч (см. таблицу 4.3 части I Рекомендаций );

Средненедельного теплового потребления СГВ и расхода тепловой энергии на циркуляцию воды в этих системах:

1,1 + = 1,1 (36,88 + 26,13) + 7,11 + 2,44 ≈ 19 Гкал/ч (см. таблицы 4.1 и 4.2 части I Рекомендаций);

(необходимость введения коэффициента 1,1 к средненедельной тепловой нагрузке горячего водоснабжения обосновывается в разделах 6.2 , 6.3 и 6.5 );

Тепловых потерь через теплоизоляционную конструкцию трубопроводов тепловой сети; значение их может быть оценено в 9% фактической тепловой нагрузки совокупности потребителей (см. п. 5.4.6 части I Рекомендаций);

Тепловых потерь с нормативной утечкой сетевой воды в системе теплоснабжения; значение их может быть оценено в 1,5% фактической тепловой нагрузки совокупности потребителей.

В примерной системе теплоснабжения не происходит отключения нагрузки горячего водоснабжения при дефиците тепловой мощности источников тепловой энергии, т.е. значение ее сохраняется постоянным на протяжении всего отопительного сезона. Тепловые потери в системе теплоснабжения являются неизбежными и значение их также должно учитываться на протяжении отопительного периода. Ограниченная тепловая мощность источников тепловой энергии должна поэтому обеспечивать нагрузку горячего водоснабжения, тепловые потери и какую-то долю отопительно-вентиляционной нагрузки.

В этих условиях максимально возможный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию Q ОТ.В в примерной системе теплоснабжения составляет:

Q ОТ.В = : (1 + 0,09 + 0,015) - (+) = 525: 1,105 - 79 = 396 Гкал/ч.

Учитывая, что в холодный период системы отопления будут перегреваться (примерно на 3-5%) за счет снижения расхода сетевой воды на горячее водоснабжение и увеличения его на отопление, фактически возможная отопительно-вентиляционная нагрузка может быть обеспечена лишь в размере

396: 1,04 ≈ 381 Гкал/ч.

Таким образом, при качественном методе регулирования отопительной нагрузки отопительно-вентиляционная нагрузка может быть обеспечена в необходимом размере только до относительного значения этой нагрузки Q ОТ.В : = 381: 506 ≈ 0,75.

При этом температура наружного воздуха в точке срезки графика T НВ.С составляет:

T НВ.С = t ВН - (t BH - t BH.P ) . 0,75 = 18 - (18 + 26) . 0,75 = -15°С.

Температура сетевой воды в подающей линии в точке срезки температурного графика качественного регулирования с номинальной расчетной температурой воды в этой линии t 1P = 150°С равна t 1C = 120°С.

При расчетной температуре наружного воздуха t HB.P = -26°С фактическая температура сетевой воды в подающей линии определяется из условия постоянства расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию и тепловой мощности источников тепловой энергии в диапазоне срезки температурного графика. Ее значение находится по формуле

= t HB.P +( t 1P - t НВ.Р ) = -26 + 0,75 . (150 + 26) = 106°С.

4.2.1.4 Определение границы непосредственного водоразбора из подающей или обратной линий тепловой сети

Точка перевода неавтоматизированного (без РТ) водоразбора с одной линии на другую принимается по эксплуатационным данным. При заданном температурном графике в примерной системе теплоснабжения для неавтоматизированного водоразбора точка его перевода с одной линии на другую принята при t НВ = -3°С. В этой точке температура сетевой воды в подающей линии по нормативному температурному графику равна 86°С, а в обратной линии температура воды составляет 47,5°С (по качественному графику с t 2Р = 70°С). Отметим, что максимальная температура потребляемой воды на входе в СГВ при непосредственном водоразборе согласно нормам не должна превышать 70°С, а минимальная не должна опускаться ниже 60°С.

Температура разбираемой воды в неавтоматизированных СГВ в точке перевода водоразбора с одной линии на другую не может удовлетворять нормативным требованиям. Эту точку приходится выбирать из условий минимизации отклонения температуры сетевой воды в подающей линии от максимальной нормативной для водоразбора (70°С), с одной стороны, и отклонения температуры сетевой воды в обратной линии от минимальной нормативной для водоразбора (60°С), с другой стороны.

4.2.2 Постоянное давлвние в обратном коллекторе основного источника тепловой энергии.

На ТЭЦ его значение равно 1,8 кгс/см 2 (геодезическая отметка ТЭЦ - 80 м). Оно необходимо для проведения гидравлических расчетов системы теплоснабжения и выявления гидравлических условий безопасной эксплуатации потребителей.

4.2.3 Выводной располагаемый напор источников тепловой энергии

Для всех источников тепловой энергии в примерной системе теплоснабжения должен быть задан располагаемый напор на входе в тепловую сеть, который представляет собой зависимость располагаемого напора на выводах источников тепловой энергии от расхода сетевой воды в подающих трубопроводах и необходим для последующих гидравлических расчетов системы теплоснабжения. Эта зависимость принимается по эксплуатационным данным в течение отопительного сезона или определяется на основании характеристик сетевых насосов и потерь напора в оборудовании и коммуникациях тракта сетевой воды на источниках тепловой энергии.

Выводной располагаемый напор задается двумя парами точек, каждая из которых представляет собой расход сетевой воды в подающей линии и соответствующий ему располагаемый напор. Выбираются эксплуатационные значения двух расходов воды -расчетного и максимально отличающегося от него и соответствующие им значения располагаемых напоров.

В примерной системе теплоснабжения на ТЭЦ выводной располагаемый напор задан следующими значениями: G = 7000 т/ч и ΔН = 110 м; G = 5800 т/ч и ΔН = 120 м.

Для котельной эти значения составляют: G = 2500 т/ч и ΔН = 55 м; G = 2200 т/ч и ΔН = 60 м.

Приведенные гидравлические характеристики источников тепловой энергии соответствуют исходным данным, необходимым при проведении стандартных гидравлических расчетов системы теплоснабжения.

На объекте учета (анализируется система теплоснабжения).

В нормативном документе "РД 153-34.0-20.523-98 Методические указания по составлению режимных характеристик систем теплоснабжения и гидравлической характеристики тепловой сети (Часть 1). - М:, ОРГРЭС, 1999" приводится следующее объяснение понятий зоны "излома" и точки "излома" :

"Возникновение зоны "излома" и точки "излома" на графике температур сетевой воды обусловлено тем обстоятельством, что как правило, к тепловым сетям систем теплоснабжения присоединены потребители с разнохарактерной тепловой нагрузкой (например: отопление и горячее водоснабжение и т.д.). И графики температур сетевой воды, которые рассчитываются и строятся для преобладающего вида теплопотребления (чаще всего для отопления) должны учитывать требования к регулированию и других видов тепловых нагрузок. Применительно к тепловой нагрузке на горячее водоснабжение - это требование к поддержанию температуры горячей воды, поступающей к водоразборным приборам зданий, на заданном уровне (не ниже 50 и не выше 75 градусов Цельсия). Для того чтобы обеспечить заданный уровень нагрева горячей воды, температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети должна быть: не ниже 70 градусов Цельсия - для закрытых систем теплоснабжения; не ниже 60 градусов Цельсия - для открытых систем теплоснабжения.

И поэтому, как только температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети достигает значений 70 или 60 градусов Цельсия, резко изменяется конфигурация температурного графика (графика температур сетевой воды). Температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети поддерживается постоянной и, тем самым, на температурном графике возникает зона "излома" (диапазон спрямления). Температура наружного воздуха, при которой температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети становится постоянной называется точкой "излома" (точкой спрямления) температурного графика."

Расчет температур выполняется согласно справочника "Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей", В.И. Манюк, Москва, Стройиздат 1988 г. (страница 155).

Обозначения в расчетных формулах:

T1 - расчетная температура в подающей магистрали при качественном регулировании отпуска теплоты,

T2 - расчетная температура в отводящей магистрали при качественном регулировании отпуска теплоты,

T3 - температура перед системой отопления,

Uр - коэффициент смешения элеватора,

95 - температура теплоносителя на входе в систему теплоснабжения (после элеватора),

Tнв_минимальная - минимальная расчетная температура наружного воздуха согласно СНиП 23-01-99

Tв - температура внутри помещения берется в зависимости от Tнв_минимальная. Если Tнв_минимальная >= -30, то Tв = 18, в противном случае Tв = 20,

T1_макимальная - максимальная температура теплоносителя в подающей магистрали,

T2_минимальная - минимальная температура теплоносителя в отводящей магистрали.

Расчетные формулы:

q = (Tв - Tнв) / (Tв - Tнв_минимальная),

Uр = (T1_макимальная - 95) / (95 - T2_минимальная),

T3 = Tв + 0.5 * (95 - T2_минимальная) * q + 0.5 * (95 + T2_минимальная - 2 * Tв) * q^0.8,

T2 = T3 - (95 - T2_минимальная) * q,

T1 = (1 + Uр) * T3 - Uр * T2.

При расчете температурного графика с изломом,

если T1 < T1_в_нижней_точке_излома, то:

T2 = T1_в_нижней_точке_излома - (T1 - T2) * (T1_в_нижней_точке_излома - Tнв) / (T1 - Tнв),

T1 = T1_в_нижней_точке_излома,

если T1 > T1_в_верхней_точке_излома, то:

T2 = T1_в_верхней_точке_излома - (T1 - T2) * (T1_в_верхней_точке_излома - Tнв) / (T1 - Tнв),

T1 = T1_в_верхней_точке_излома.

Пользователь может выбирать способ анализа соблюдения температурного графика из трех вариантов:

Анализ по температуре наружного воздуха измеряемой прибором,

Анализ по температуре наружного воздуха из ,

Анализ по фактической измеренной температуре в подающей магистрали.

Различие этих методов заключается в определении температур T1 и Т2.

В первом и втором случаях обе эти температуры рассчитываются по приведенным выше формулам, в которых температура наружного воздуха берется из измеренных данных по точке учета или из справочника среднесуточных температур . Сравнивая фактические (T_in и T_out) и рассчитанные (T1 и T2) температуры, определяется недогрев в подающей магистрали и перегрев в отводящей.

Во третьем случае температура T1 не рассчитывается, а берется равной фактической измеренной температуре (T_in) в подающей магистрали. По температуре T1 в таблице предварительно рассчитанного температурного графика ищется температура T2. Сравнивая фактическую температуру (T_out) в подающей магистрали с найденной температурой T2, определяется перегрев в отводящей магистрали. Недогрев в подающей не рассчитывается, т.к. T1 берется равной T_in.

Недогрев в подающей магистрали фиксируется, если 100 * (T_in / T1 - 1) < -3.

Перегрев в отводящей магистрали фиксируется, если 100 * (T_out / T1 - 1) > 5.

Привет всем! Расчет температурного графика отопления начинается с выбора метода регулирования. Для того, чтобы выбрать метод регулирования, необходимо знать отношение Qср.гвс/Qот. В этой формуле Qср.гвс – это среднее значение расхода тепла на ГВС всех потребителей, Qот – суммарная расчетная нагрузка на отопление потребителей теплоэнергии района, поселка, города, для которого рассчитываем температурный график.

Qср.гвс находим из формулы Qср.гвс = Qmax.гвс/Кч. В этой формуле Qmax.гвс – это суммарная расчетная нагрузка на ГВС района, поселка, города для которого рассчитывается температурный график. Кч – это коэффициент часовой неравномерности, вообще правильно рассчитывать его на основе фактических данных. Если отношение Qср.гвс/Qот меньше чем 0,15, то следует применять центральное качественное регулирование по отопительной нагрузке. То есть применяется температурный график центрального качественного регулирования по отопительной нагрузке. В подавляющем большинстве случаев для потребителей тепловой энергии применяется именно такой график.

Рассчитаем температурный график 130/70°C. Температуры прямой и обратной сетевой воды в расчетно-зимнем режиме составляют: 130°C и 70°С, температура воды на ГВС tг = 65°С. Для построения графика температур прямой и обратной сетевой воды принято рассматривать следующие характерные режимы: расчетно-зимний режим, режим при температуре обратной сетевой воды равной 65°С, режим при расчетной температуре наружного воздуха на вентиляцию, режим в точке излома температурного графика, режим при температуре наружного воздуха, равной 8°С. Для расчета Т1 и Т2 используем следующие формулы:

Т1 = tвн + Δtр x Õˆ0,8 + (δtр – 0,5 x υр) x Õ;

Т2 = tвн + Δtр x Õˆ0,8 — 0,5 x υр x Õ;

где tвн – расчетная температура воздуха в помещении, tвн = 20 ˚С;

Õ – относительная отопительная нагрузка

Õ = tвн – tн/ tвн – t р.о;

где tн – температура наружного воздуха,
Δtр — расчетно–температурный напор при передаче тепла от отопительных приборов.

Δtр = (95+70)/2 – 20 = 62,5 ˚С.

δtр – разность температур прямой и обратной сетевой воды в расчетно – зимнем режиме.
δtр = 130 — 70 = 60 °С;

υр – разность температур воды отопительном приборе на входе и выходе в расчетно – зимнем режиме.
υр = 95 – 70 = 25 °С.

Начинаем расчет.

1. Для расчетно-зимнего режима цифры известны: tро = -43 °С, T1 = 130 °С, T2 = 70 °С.

2. Режим, при температуре обратной сетевой воды равной 65 °С. Подставляем известные параметры в выше указанные формулы и получаем:

Т1 = 20 + 62,5 x Õˆ0,8 + (60 – 0,5 x 25) x Õ = 20 + 62,5 x Õˆ0,8 + 47,5 x Õ,

T2 = 20 + 62,5 x Õˆ0,8 – 12,5 x Õ,

Температура в обратке Т2 для этого режима равна 65 С, отсюда: 65 = 20 + 62,5 x Õˆ0,8 – 12,5 x Õ, методом последовательных приближений определяем Õ. Õ = 0,869. Тогда Т1 = 65 + 60 х 0,869 = 117,14 °С.
Температура наружного воздуха будет в этом случае: tн = tвн — Õ х (tвн – tро) = 20 – 0,869 х (20- (-43)) = — 34, 75 °С.

3. Режим, когда tн = tрвент = -30 °С:
Õот = (20- (-30))/(20- (-43)) = 50/63 = 0,794
Т1 = 20 + 62,5 x 0,794 ˆ0,8 + 47,05 х 0,794 = 109,67°С
T2 = Т1 – 60 х Õ = 109,67 – 60 х 0,794 = 62,03°С.

4. Режим, когда Т1 = 65 °С (излом температурного графика).
65 = 20 + 62,5 x Õˆ0,8 + 47,5 x Õ, методом последовательных приближений определяем Õ. Õ = 0,3628.

Т2 = 65 – 60 х 0,3628 = 43,23 °С
В этом случае температура наружного воздуха tн = 20 – 0,3628 х (20- (-43)) = -2,86 °С.

5. Режим, когда tн = 8 °С.
Õот = (20-8)/(20- (-43)) = 0,1905. С учетом срезки температурного графика на горячее водоснабжение принимаем Т1 = 65 °С. Температуру Т2 в обратном трубопроводе в диапазоне от +8 °С до точки излома графика рассчитываем по формуле: t2 = t1 – (t1 – tн)/(t1’ — tн) x (t1’ — t2’),

где t1’ , t2’ — температуры прямой и обратной сетевой воды без учета срезки на ГВС.
T2 = 65 – (65 – 8)/(45,64 – 8) х (45,63 – 34,21) = 47,7°С.

На этом расчет температурного графика для характерных режимов считаем законченным. Остальные температуры прямой и обратной сетевой воды для диапазона температур наружного воздуха рассчитываются аналогично.

Экономичный расход энергоресурсов в отопительной системе, может быть достигнут, если выполнять некоторые требования. Одним из вариантов, является наличие температурной диаграммы, где отражается отношение температуры, исходящей от источника отопления к внешней среде. Значение величин дают возможность оптимально распределять тепло и горячую воду потребителю.

Высотные дома подключены в основном к центральному отоплению. Источники, которые передают тепловую энергию, являются котельные или ТЭЦ. В качестве теплоносителя используется вода. Её нагревают до заданной температуры.

Пройдя полный цикл по системе, теплоноситель, уже охлаждённый, возвращается к источнику и наступает повторный нагрев. Соединяются источники с потребителем тепловыми сетями. Так как окружающая среда меняет температурный режим, следует регулировать тепловую энергию, чтобы потребитель получал необходимый объём.

Регулирование тепла от центральной системы можно производить двумя вариантами:

1. Количественный. В этом виде изменяется расход воды, но температуру она имеет постоянную.
2. Качественный. Меняется температура жидкости, а расход её не изменяется.

В наших системах применяется второй вариант регулирования, то есть качественный. Здесь есть прямая зависимость двух температур: теплоносителя и окружающей среды. И расчёт ведётся таким образом, чтобы обеспечить тепло в помещении 18 градусов и выше.

Отсюда, можно сказать, что температурный график источника представляет собой ломанную кривую. Изменение её направлений зависит от разниц температур (теплоносителя и наружного воздуха).

График зависимости может быть различный.

Конкретная диаграмма имеет зависимость от:

1. Технико-экономических показателей.
2. Оборудования ТЭЦ или котельной.
3. Климата.

Высокие показатели теплоносителя обеспечивают потребителя большой тепловой энергией.

Ниже показан пример схемы, где Т1 – температура теплоносителя, Тнв – наружного воздуха:

Применяется также, диаграмма возвращённого теплоносителя. Котельная или ТЭЦ по такой схеме может оценить КПД источника. Он считается высоким, когда возвращённая жидкость поступает охлаждённая.

Стабильность схемы зависит от проектных значений расхода жидкости высотными домами. Если увеличивается расход через отопительный контур, вода будет возвращаться не охлаждённой, так как возрастёт скорость поступления. И наоборот, при минимальном расходе, обратная вода будет достаточно охлаждена.

Заинтересованность поставщика, конечно, в поступлении обратной воды в охлаждённом состоянии. Но для уменьшения расхода существуют определённые пределы, так как уменьшение ведёт к потерям количества тепла. У потребителя начнётся опускаться внутренний градус в квартире, который приведёт к нарушению строительных норм и дискомфорту обывателей.

От чего зависит?

Температурная кривая зависит от двух величин: наружного воздуха и теплоносителя. Морозная погода ведёт за собой увеличение градуса теплоносителя. При проектировании центрального источника учитывается размер оборудования, здания и сечение труб.

Величина температуры, выходящей из котельной, составляет 90 градусов, для того, чтобы при минусе 23°C, в квартирах было тепло и имело величину в 22°C. Тогда обратная вода возвращается на 70 градусов. Такие нормы соответствуют нормальному и комфортному проживанию в доме.

Анализ и наладка режимов работы производится при помощи температурной схемы. Например, возвращение жидкости с завышенной температурой, будет говорить о высоких расходах теплоносителя. Дефицитом расхода будут считаться заниженные данные.

Раньше, на 10 ти этажные постройки, вводилась схема с расчётными данными 95-70°C. Здания выше имели свою диаграмму 105-70°C. Современные новостройки могут иметь другую схему, на усмотрение проектировщика. Чаще, встречаются диаграммы 90-70°C, а могут быть и 80-60°C.

График температуры 95-70:

Как рассчитывается?

Выбирается метод регулирования, затем делается расчёт. Во внимание берётся расчётно-зимний и обратный порядок поступления воды, величина наружного воздуха, порядок в точке излома диаграммы. Существуют две диаграммы, когда в одной из них рассматривается только отопление, во второй отопление с потреблением горячей воды.

Для примера расчёта, воспользуемся методической разработкой «Роскоммунэнерго».

Исходными данными на теплогенерирующую станцию будут:

1. Тнв – величина наружного воздуха.
2. Твн – воздух в помещении.
3. Т1 – теплоноситель от источника.
4. Т2 – обратное поступление воды.
5. Т3 – вход в здание.

Мы рассмотрим несколько вариантов подачи тепла с величиной 150, 130 и 115 градусов.

При этом, на выходе они будут иметь 70°C.

Полученные результаты сносятся в единую таблицу, для последующего построения кривой:

Итак, мы получили три различные схемы, которые можно взять за основу. Диаграмму правильней будет рассчитывать индивидуально на каждую систему. Здесь мы рассмотрели рекомендованные значения, без учёта климатических особенностей региона и характеристик здания.

Чтобы уменьшить расход электроэнергии, достаточно выбрать низкотемпературный порядок в 70 градусов и будет обеспечиваться равномерное распределение тепла по отопительному контуру. Котёл следует брать с запасом мощности, чтобы нагрузка системы не влияла на качественную работу агрегата.

Регулировка

Автоматический контроль обеспечивается регулятором отопления.

В него входят следующие детали:

1. Вычислительная и согласующая панель.
2. Исполнительное устройство на отрезке подачи воды.
3. Исполнительное устройство , выполняющее функцию подмеса жидкости из возвращённой жидкости (обратки).
4. Повышающий насос и датчик на линии подачи воды.
5. Три датчика (на обратке, на улице, внутри здания). В помещении их может быть несколько.

Регулятором прикрывается подача жидкости, тем самым, увеличивается значение между обраткой и подачей до величины, предусмотренной датчиками.

Для увеличения подачи присутствует повышающий насос, и соответствующая команда от регулятора. Входящий поток регулируется «холодным перепуском». То есть происходит понижение температуры. На подачу отправляется некоторая часть жидкости, поциркулировавшая по контуру.

Датчиками снимается информация и передаётся на управляющие блоки, в результате чего, происходит перераспределение потоков, которые обеспечивают жёсткую температурную схему системы отопления.

Иногда, применяют вычислительное устройство, где совмещены регуляторы ГВС и отопления.

Регулятор на горячую воду имеет более простую схему управления. Датчик на горячем водоснабжении производит регулировку прохождения воды со стабильной величиной 50°C.

Плюсы регулятора:

1. Жёстко выдерживается температурная схема.
2. Исключение перегрева жидкости.
3. Экономичность топлива и энергии.
4. Потребитель, независимо от расстояния, равноценно получает тепло.

Таблица с температурным графиком

Режим работы котлов зависит от погоды окружающей среды.

Если брать различные объекты, например, заводское помещение, многоэтажный и частный дом, все будут иметь индивидуальную тепловую диаграмму.

В таблице мы покажем температурную схему зависимости жилых домов от наружного воздуха:

СНиП

Существуют определённы нормы, которые должны быть соблюдены в создании проектов на тепловые сети и транспортировку горячей воды потребителю, где подача водяного пара должна осуществляться в 400°C, при давлении 6,3 Бар. Подачу тепла от источника рекомендуется выпускать потребителю с величинами 90/70 °C или 115/70 °C.

Нормативные требования следует выполнять на соблюдение утверждённой документации с обязательным согласованием с Минстроем страны.

К.т.н. Д.Н. Китаев, доцент кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела.
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет (Воронежский ГАСУ)

Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома t. и., является характерной температурой, т.к. определяет время изменения центрального качественного регулирования на местное количественное. Это значение важно знать на стадии проектирования, реконструкции тепловой сети, что позволит проследить изменения в сети, принять решение о переходе на другой температурный график или вид регулирования, а также оценить возможный перерасход тепловой энергии.

При качественном режиме регулирования тепловой сети и отопительном графике температуру теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети τ 1 , О С при произвольной температуре наружного воздуха определяют по формуле

где t в - расчетная температура воздуха в помещениях, О С; t н - произвольная температура наружного воздуха, О С; t н. о - расчетная температура для проектирования отопления, О С; т 1о - температура воды в подающей магистрали сети при t н. о, 0 С; τ р о - средняя температура воды в отопительном приборе, О С, определяемая по формуле:

τ р о =1/2 (τ см. о + τ 2о):

τ см. о, τ 2о - температура воды в абонентской установке и в обратной магистрали системы теплоснабжения при расчетных параметрах системы отопления, О С; n - эмпирический показатель, зависящий от типа отопительного прибора и схемы его подключения.

Для получения значения t н. и. поступают следующим образом. Задаваясь температурами наружного воздуха t н в интервале предполагаемой работы сети (от 8 (10) О С до t н. о) получают по формуле (1) искомые значения и строят график температур в подающей магистрали.

В случае двухтрубной сети (преобладающий тип для России) необходимо построить точку излома температурного графика, находящуюся на пересечении кривой T 1 =f(t н), и температуры, необходимой для обеспечения нагрузки горячего водоснабжения t и с учетом требования нормативов . Обычно такая температура составляет 70 О С . Определять значение t н.и. . рекомендуется графически , что предполагает проведение однотипных расчетов по формуле (1), наложение результатов на координатную сетку и определение t н.и. ... Такой подход требует времени и полученное значение может иметь значительную погрешность.

Подставим в уравнение (1) следующие данные (г. ): t в.=18 0 С, t н. о =-26 0 С , τ см. о =90 О С , τ 1о =95 О С, τ 2о =10 О С, задавшись значением температуры воды в точке излома t и. =70 О С, показатель n примем 0,3. После преобразования получим выражение:

Выражение (2) представляет собой алгебраическое иррациональное уравнение. Искомое значение лежит на интервале -26≤. t н.и.≤8. Корень уравнения находился численно с точностью до 0,001 методом хорд с предварительным аналитическим отделением корня. Искомое значение составляет t н. и.=-9,136 О С.

Согласно данным климатологии для территории России расчетная температура для проектирования отопления лежит в интервале от -3 до -60 О С.

Для указанного интервала проектных температур были найдены решения уравнения (1), определяющие значения t н. и. при различных t н.о. . Вычисления были проведены для температурных графиков 95/70, в диапазонах температур -3≤. t н.о. ≤.30 и -31≤. t н.о. ≤.60, т.к. проектная температура t в в первом интервале составляет 18 О С, а во втором 20 О С. На рис. 1 представлены полученные графики зависимости t н.и от t н.о. .

Из рис. 1 видно, что характер зависимости t н.и =f(t н.о.) линейный. Аппроксимация приводит к следующим уравнениям:

Полученные уравнения позволяют для любого города России при использовании температурного графика 95/70 найти наружную температуру воздуха, соответствующую температуре точки излома при известной t н.о.

Следуя вышеописанному алгоритму, были найдены линейные уравнения зависимости для всех используемых в системах теплоснабжения температурных графиков. Следует отметить, что абсолютная погрешность полученных уравнений не превышает 0,1%. Результаты расчетов представлены в таблице 1 в виде коэффициентов уравнения прямой линии вида t н.и = a* t н.о. +b.

Представленные в табл. 1 зависимости позволяют найти температуры наружного воздуха в точке излома в зависимости от расчетной для проектирования отопления.

За последние несколько лет во многих городах России наблюдается тенденция перехода на пониженные температурные графики. Например в Городском округе Воронеж с 2012 г практически все источники теплоснабжения (включая ТЭЦ) перешли на утвержденный температурный график 95/70 или 95/65. Интерес представляет влияние изменения температурного графика тепловой сети на продолжительность возможного перетопа потребителя. Известно, что общей тенденцией является увеличение температуры излома при увеличении температурного графика.

Ввиду наличия температурного излома графика качественного регулирования, при наружных температурах больших, чем t н. и, и отсутствии местного регулирования (часто встречается в регионах России) будет наблюдаться перетоп зданий . Чем ниже значение t н. и, тем больше продолжительность возможного перетопа. Из графика, представленного на рис. 2, построенного для г. Воронежа, видно, что значения уменьшаются с уменьшением температурного графика, следовательно, продолжительность перетопа увеличивается.

Например для Воронежа, используя уравнения табл., получим следующие данные: при графике 150/70 t ни =2,7 О С, при графике 130/70 t ни =-0,2 О С, при 110/70 t ни.=-4,3 0 С, при 95/70 t н. и =-9,1 О С. Для рассматриваемой территории средние температуры наружного воздуха для декабря, января и февраля составляют -6,2, -9,8, -9,6 О С соответственно, что означает при использовании графика 95/70 и существующих неавтоматизированных ИТП перетопы в течение большей части отопительного периода. Рассмотренный пример позволяет еще раз убедиться в необходимости реконструкции ИТП многоквартирных домов, особенно в условиях перехода источниками теплоснабжения на пониженные температурные графики.

Выводы

Получены уравнения зависимости температуры наружного воздуха в точке излома отопительного температурного графика от расчетной температуры проектирования отопления для существующих температурных графиков регулирования тепловой нагрузки тепловых сетей. Уравнения носят удобный для использования линейный характер с точностью, не превышающей 0,1%, позволяющие определить температуру начала местного регулирования систем отопления. Они полезны при вариантном проектировании систем теплоснабжения, а также при реконструкции, т.к. помогают отследить изменения в параметрах регулирования местных систем. Полученные уравнения помогут оценить потенциал избыточного тепла, отпускаемого в сеть, и возможный перетоп потребителя.

Литература

1. Строй А.Ф., В.Л. Скальский. Расчет и проектирование тепловых сетей. - Киев: «Будивельник», 1981. - 144 с. СНиП 41-02-2003. Тепловые сети.
2. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок. 2003.

3. В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б. Хиж. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. М.: Стройиздат, 1988 г. - 432 с.

1. СаНПиН 2.1.2.1002 - 00. Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы.

Н.К. Громов, Е.П. Шубин. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию. М.: Энергоатомиз- дат. 1988. - 376 с.