Оптимізація систем опалення та водопостачання

Оптимізація систем опалення та водопостачання

А.З. Жук, Б.М. Козлов, Науково-Технологічний Центр Енергозберігаючих процесів і установок (НТЦ ЕПП) ОИВТ РАН

У даній статті наведена коротка інформація про принципи функціонування систем опалення та гарячого водопостачання (ГВП), а також про правила, яких необхідно дотримуватися при їх створенні і модернізації, дається уявлення про будову теплових пунктів. Тут же наведена інформація про теплобменном обладнанні, і про найбільш відомих в нашій країні виробниках цього обладнання. У пропонованих рекомендаціях враховані питання енергозбереження, вирішуються теплотехнічними прийомами, а також шляхом введення в систему найпростіших приладів автоматичного регулювання теплових процесів (більш детальна інформація про методи автоматизації теплових процесів і використовуваних для цієї мети технічних рішеннях і апаратурі приведена в шостому розділі другої частини).

Важливо відзначити, що правильна організація схеми теплопостачання установи, справність апаратури регулювання та інженерних комунікацій, самі по собі є потужним інструментом енергозбереження.

Мета даної статті дати читачеві уявлення про можливі шляхи реконструкції і оптимізації систем теплопостачання. Полегшити спілкування з професійними теплотехніки, яких запрошують для проведення ремонту, реконструкції та налагодження.

1. Системи опалення

Системи опалення приєднуються до водяних теплових мереж по одній з наступних принципових схем:

а) по залежною схемою - з елеватором (рис. 1) - з насосним підмішуванням, (рис. 2-4) і безпосередньо без підмішування зворотної води (рис. 5);

б) за незалежною схемою - через водяні підігрівачі (рис. 6).

Системи опалення житлових та громадських будівель, шкіл і дитячих установ, а також побутові споруди можна приєднувати до теплових мереж по залежною схемою, якщо надлишковий тиск в зворотному трубопроводі мережі при нормальному або аварійному режимах не перевищує 0,6 МПа.

Системи опалення будівель, на тепловому вводі яких різниця напорів достатня для нормальної роботи елеватора (з урахуванням опору системи опалення будівлі), під`єднують до теплової мережі по елеваторної схемою.

Мал. 1. Схема вузла елеваторного приєднання системи опалення до теплових мереж.

FE - теплолічильник, РР - регулятор витрати прямої дії, М - манометр, ТС - термометр опору, Т - термометр, Е - елеватор.

Рівномірність прогріву системи опалення залежить головним чином від розходу води в системі. Для рівномірного прогріву всіх нагрівальних приладів абонентської мережі необхідно забезпечити в системі розрахункову циркуляцію теплоносія (води), що можливо лише при нормальній ро- ті підмішуючих пристроїв на теплових пунктах (елеваторів або насосів). У двухтрубной системі опалення (опалювальні прилади включені паралельно), приєднаної до теплової мережі через елеваторний вузол, для цього необхідно, по-перше, знизити до мінімуму опір самої системи і, по-друге, використовувати весь наявний напір на тепловому пункті в соплі для отримання максимального коефіцієнта змішання, рівного відношенню кількості підмішували води із зворотного трубопроводу до витрат води з трубопроводу, що подає теплової мережі.

Мал. 2. Схема вузла приєднання системи опалення з насосом на перемичці при статичному тиску системи, що перевищує тиск в зворотному трубопроводі теплової мережі. FE - теплолічильник, РР - регулятор витрати прямої дії, РН - регулятор напору прямої дії, М - манометр, ТС - термометр опору, Т - термометр, Н - насос.

Мал. 3. Схема вузла насосного приєднання системи опалення зі статичним тиском, що перевищує тиск в трубопроводі, що подає. FE - теплолічильник, РР - регулятор витрати прямої дії, РН - регулятор напору прямої дії, РДН - регулятор тиску непрямої дії, М - манометр, ТС - термометр опору, Т - термометр, Н - насос.

Рівномірність прогріву нагрівальних приладів однотрубних опалювальних систем (опалювальні прилади включені послідовно) досягається створенням гідравлічного режиму, що не допускає значного відхилення витрати води в системі від розрахункового. Рекомендоване для двотрубних опалювальних систем використання надлишкового напору на підвищення коефіцієнта змішання елеватора в однотрубних системах неприпустимо, тому що підвищення витрат води в однотрубної системі понад розрахункового призводить до поверховій теплової разрегуліровка.

Фактичний коефіцієнт змішування a визначається за показаннями термометрів Т1, Т2 і Т3 (див. Рис. 1) на тепловому пункті за формулою:

(1)

Витрата мережної води через опалювальну систему повинен регулюватися таким чином, щоб температура води після системи не перевищувала заданого значення.

Мал. 4. Схема вузла приєднання системи опалення до теплової мережі з підмішують насосом на зворотному трубопроводі. FE - теплолічильник, РН - регулятор напору прямої дії, М - манометр, ТС - термометр опору, Т - термометр.

Це досягається відповідною настроюванням регулятора витрати, при якій забезпечується заданий перепад тисків до і після системи, як це показано на рис. 1. або до і після спеціальної дросельної діафрагми, встановленої на що подає або зворотному трубопроводах.

У випадках, коли на трубопроводі, що подає теплового пункту встановлено регулятор тиску (рис. 2, 3, 5) витрата води через систему теплоспоживання регулюється налаштуванням зазначених регуляторів на відповідний перепад тисків в подаючому і зворотному трубопроводах.

Температура змішаної води, що надходить в систему опалення, має бути витримана на необхідному рівні відповідно до температури зовнішнього повітря при розрахунковій витраті мережної води. Відхилення цієї температури від нормативної величини при розрахункових температурі і витраті мережної води свідчить про невідповідність коефіцієнта змішання заданому значенню.

При заданому коефіцієнті змішування a температура змішаної води T3 повинна дорівнювати:

3 = (T1 + aT2) / (1 + a), ° С (2)

де T1 і T2 - температура води відповідно в подавальному і зворотному трубопроводах, ° С.

При елеваторних приєднання величина коефіцієнта змішання залежить від розмірів камери змішання (горловини) елеватора і діаметра вихідного отвору сопла.

Зразкове значення оптимального діаметра камери змішання визначається формулою

, мм, (3)

де G1 - розрахункова витрата мережної води, т / год;

ap-розрахунковий коефіцієнт змішування, що визначається за формулою (1) шляхом підстановки значень розрахункових температур;

h - втрати напору в системі опалення, м, при розрахунковій витраті змішаної води.

Діаметр вихідного перетину сопла елеватора при розрахунковому наявному напорі перед ним з достатнім ступенем точності може бути визначений за формулою

, мм, (4)

Діаметр камери змішування елеватора не повинен перевищувати розрахункової величини, яка визначається за формулою (3), так як підвищений діаметр призводить до різкого зниження к. П. Д. Елеватора, викликає необхідність у великих напору перед елеватором і зазвичай призводить до зниження коефіцієнта змішання.

Приєднання систем опалення за схемами з насосним підмішуванням проводиться в наступних випадках:

а) з насосом на перемичці між зворотним і подає трубопроводами (рис. 2) - при недостатньому для роботи елеватора наявному напорі на тепловому вводі і тиску в трубопроводі, що подає, що перевищує статичний тиск опалювальної системи не менш ніж на 0,5-1,0 кгс / см2, але не вище допустимого для цієї системи межі;

б) з насосом на трубопроводі, що подає після підмішують перемички між подає і зворотним трубопроводами (мал. 3) - при статичному тиску системи, що дорівнює або перевищує тиск в трубопроводі, що подає теплової мережі, або при необхідності збільшення наявного напору;

в) з насосом на зворотному трубопроводі від системи опалення до (по ходу зворотної води) підмішують перемички (рис. 4) - при тиску в зворотному трубопроводі, що перевищує допустиму межу для даної системи.

При відсутності автоматичних регуляторів на теплових пунктах з насосним підмішуванням розрахункові витрати мережної води в системах забезпечують установкою дросельних діафрагм після головного засувки 1 на трубопроводі, що подає (для схем на рис. 2 і 4) або засувки 2 на зворотному трубопроводі (для схеми на рис. 3 ). При необхідності розрахункові коефіцієнти змішання досягаються установкою відповідних дросельних діафрагм після засувки 6, якщо насос встановлений на перемичці між подає і зворотним трубопроводами, або після засувки 7, якщо насос встановлений на одному з цих трубопроводів.

Мал. 5. Схема вузла безпосереднього приєднання системи опалення зі статичним тиском, що перевищує статичний тиск в тепловій мережі. FE - теплолічильник, РН - регулятор напору прямої дії, РДН - регулятор тиску непрямої дії, М - манометр, ТС - термометр опору, Т - термометр.

Приєднання систем опалення за незалежною схемою (рис. 6) проводиться при необхідності гідравлічної ізоляції системи від теплової мережі при динамічному або статичному режимах.

Сторінки: 1 | 2 | 3 | читати далі>