5 Выбор метода регулирования. Расчет температурного графика

Данный раздел необходим для определения графика изменения температур в подающем и обратном трубопроводе в зависимости от температуры наружного воздуха.

Исходные данные для расчета:

1. температура теплоносителя в подающем трубопроводе, _.

Принято ;

2. температура теплоносителя в обратном трубопроводе, _.

Принято ;

3. температура после абонентского ввода [1], _.

Для зависимых систем ;

4. температура воздуха внутри помещения по [3],

По [2] для общественных и административных зданий температура внутри помещения должна находиться в пределах 18-20 . В дальнейших расчетах примем расчётную температуру внутри помещений равной

;

5. расчетная температура наружного воздуха в целях отопления по [3], .

В соответствии с заданием для города Омск .

5.1 Выбор метода регулирования отпуска теплоты

Регулирование отпуска теплоты в водяных системах теплоснабжения предусматривается: центральным – на источнике теплоты, групповым – в центральном тепловом пункте, индивидуальным – в индивидуальных тепловых пунктах[1].

В паровых системах теплоснабжения регулирование отпуска теплоты местное, непосредственно у потребителей[1].

Для водяных тепловых сетей следует принимать, качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения согласно графику изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха [1].

В паровых системах теплоснабжения регулирование отпуска теплоты местное, непосредственно у потребителей. Регулирование заключается в изменении температуры конденсации посредством дросселирования или изменением времени работы отопительных приборов (пропусками).

При центральном качественном регулировании в системах теплоснабжения с преобладающей жилищно-коммунальной нагрузкой следует принимать регулирование по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения, а при тепловой нагрузке жилищно-коммунального сектора менее 65 % от суммарной тепловой нагрузки и доле средней нагрузки горячего водоснабжения менее 15% от расчетной нагрузки отопления – регулирование по нагрузке отопления [1].

В данном курсовом проекте в соответствии с требованиями [1] принимаем центральное качественное регулирование по отопительной нагрузке.

Центральный качественный метод представляет собой регулирование отпуска теплоты за счёт изменения температуры теплоносителя на входе в систему (при неизменном расходе теплоносителя) и может обеспечить более стабильный тепловой режим, нежели количественный метод

При центральном качественно-количественном регулировании отпуска теплоты для подогрева воды в системах горячего водоснабжения потребителей температура воды в подающем трубопроводе должна быть для закрытых систем теплоснабжения – не менее 70 ^оС [1].

5.2 Расчет температурных графиков системы отопления

5.2.1 Расчет температур сетевой воды перед отопительной системой, на выходе из отопительной системы и температуры воды после смесительного устройства.

В основу расчета закладывается закон изменения отопительной нагрузки от температуры наружного воздуха [4]

,

Где безразмерная удельная тепловая нагрузка отопительной установки;

водяной эквивалент cетевой воды, Вт/К;

температура воды в подающей линии, .

Исходя из вышеприведенного закона, получим выражения для расчета температур воды в отопительных системах с зависимым присоединением [2].

Температура воды в подающей линии тепловой сети, ^оС

, (5.1)

где – относительная отопительная нагрузка при любой температуре наружного воздуха t_н, ^оС;

– расчетная разность температур в отопительных приборах, ^оС

– расчетный перепад температур в тепловой сети, ^оС

– расчетный перепад температур теплоносителя в отопительных приборах, ^оС.

Относительная отопительная нагрузка при любой температуре наружного воздуха

,

где - текущая температура наружного воздуха.

Принимается равной = –37; –30; –25; –20; –15; –10; –5; 0; 5; 10 °C.

Тепловая нагрузка при каждой из перечисленных температур:

Аналогично производится расчёт при других температурах. Полученные значения относительной тепловой нагрузки сведены в таблицу 4.1.

Расчетная разность температур в отопительных приборах

^оС.

Расчетный перепад температур в тепловой сети

^оС.

Расчетный перепад температур теплоносителя в отопительных приборах

^оС.

Тогда по формуле (4.1) получаем

°C.

Аналогично производится расчёт для температуры сетевой воды перед отопительной системой при остальных текущих температурах наружного воздуха. Полученные значения сведены в таблицу 4.1.

Температура воды на выходе из отопительной системы

; (5.2)

°C;

Аналогично производится расчёт температуры воды на выходе из отопительной системы при остальных текущих температурах наружного воздуха. Полученные значения сведены в таблицу 4.1.

Температура воды после смесительного устройства (элеватора)

, (5.3)

°C;

Аналогично производится расчёт температуры воды после смесительного устройства при остальных текущих температурах наружного воздуха. Полученные значения сведены в Таблицу 4.1, а температурные графики на рис.5.1.

При > регулирование отопительной нагрузки не осуществляется.

Таблица 5.1 – Результаты расчета регулирования отпуска теплоты

Расчетные параметры	Температуры наружного воздуха,
	10	5	0	-5	-10	-15	-20	-25	-30	-37
	0,175	0,263	0,351	0,439	0,526	0,614	0,702	0,789	0,877	1
,	47,3	59,22	70,7	82	92,9	103,7	114,5	125	135,5	150
,	33,3	38,2	42,7	46,7	50,8	54,6	58,3	61,8	65,3	70
	37,7	44,6	51,4	57,8	64	70	75,9	81,6	87,2	95

Рисунок 5.1 – Температурные графики качественного регулирования отопительной нагрузки от температур наружного воздуха

- температура теплоносителя в подающей линии тепловой сети;

- температура теплоносителя после отопительной установки;

- температура воды после смесительного устройства.

5.2.2 Подрегулирование системы горячего водоснабжения. Для того чтобы выполнить подрегулирование системы горячего водоснабжения необходимо определить следующие параметры (методика расчета взята в соответствии с [4]).

Расчет водяного эквивалента воды на горячее водоснабжение , кВт/

, (5.4)

где средняя нагрузка на горячее водоснабжение , ;

температура воды в подающем трубопроводе в точке излома,

температура воды в обратном трубопроводе в точке излома, .

По рисунку 4.1 определили _{, .}

кВт/

Расчет водяного эквивалента водопроводной воды в кВт/

, (5.5)

где средняя нагрузка на горячее водоснабжение 2-х жилых районов и промышленного предприятия , ;

Расчетный средний температурный напор для подогревателя системы горячего водоснабжения

; (5.6)

Параметр секционного водоводяного подогревателя

, (5.7)

Задаемся произвольным значением температуры греющей воды на выходе из подогревателя системы горячего водоснабжения .

Значение водяного эквивалента сетевой воды для полученных температур ,

, (5.8)

Расчет при

кВт/

Из совокупности водяных эквивалентов выбираем меньший и больший водяные эквиваленты. Сравниваем и

Если > , тогда , а ;

Если < , тогда , а ;

Следовательно, = , а = .

По этой же методике рассчитываем , , в диапазоне температур +10⁰С…- 37⁰С и полученные результаты записываем в таблицу 4.2.

Безразмерная удельная тепловая нагрузка секционного подогревателя

, (5.9)

Расчет при

Таким же образом рассчитываем в диапазоне температур +10⁰С…- 37⁰С и полученные результаты записываем в таблицу 4.2.

Фактическая тепловая нагрузка горячего водоснабжения, кВт

(5.10)

Расчет при

кВт.

Фактическая температура сетевой воды на выходе из подогревателя горячего водоснабжения,

, (5.11)

Расчет при

Расчет при других температурах наружного воздуха ведется аналогично. Результаты сводятся в таблицу 5.2.

Расчетные параметры	Температуры наружного воздуха,
	10	5	0	-5	-10	-15	-20	-25	-30	-37
Wгв, кВт/0С	3993	1562	879,1	625,3	502,9	421,1	362,2	318,7	282,1	245,5
WБ, кВт/0С	3993	1562	879,1	662,8	662,8	662,8	662,8	662,8	662,8	662,8
Wм, кВт/0С	662,8	662,8	879,1	625,3	502,9	421,1	362,2	318,7	282,1	245,5
	1,109	0,903	0,754	0,694	0,753	0,78	0,839	0,872	0,902	0,936
,	31108	32449	32849	33416	33269	33243	33276	33338	33213	33323
	39	38	33	29	27	25	23	21	18	15
	39,5	38,44	33,33	28,56	26,75	24,75	22,63	20,4	17,75	14,3

Таблица 5.2 – Результаты определения фактической температуры горячей воды

5.2.3 Подрегулирование системы вентиляции. Расчет ведем согласно указаниям, представленным в [4]. Под-регулирование системы вентиляции рассчитаем для 2-го жилого района.

Расчет водяного эквивалента воздуха на вентиляцию

, (5.12)

Где нагрузка на вентиляцию во втором районе , ;

расчетная температура воздуха в помещении ;

расчетная температура наружного воздуха в целях вентиляции, .

_{Расчетный Wвоз не будет зависеть от температуры наружного воздуха является постоянной величиной.}

Расчет водяного эквивалента воды

, (5.13)

Выбираем из полученных значений , меньшее

= =40,5

Средний температурный напор

, (5.14)

Основной режимный коэффициент калорифера

, (5.15)

Безразмерный коэффициент

, (5.16)

Расчет коэффициента при

Коэффициент калорифера

, (5.17)

Определение

(5.18)

При уравнение будет иметь вид

Решая данное уравнение методом последовательных приближений, находим, что отношение =0,7035. Исходя из этого, зная, что =56,842 кДж/с , находим

=0,7035· =0,7035 56,842=39,998 кДж/с

Тепловая нагрузка на вентиляцию

, (5.19)

Расчет коэффициента при

Фактическая температура воды после калорифера

, (5.20)

Расчет температуры воды при

Расчет при других температурах наружного воздуха ведется аналогично.

Результаты расчетов сведены в таблицу 5.3

Таблица 5.3 – Результаты определения фактической температуры воды

Расчетные параметры	Температуры наружного воздуха,
	10	5	0	-5	-10	-15	-20	-25	-30	-37
α	3,73	3,6147	3,535	3,48	3,43	3,3914	3,3625	3,3333	3,31	3,281
WВ/WВозд	0,6431	0,6522	0,6616	0,6683	0,672	0,6794	0,691	0,697	0,7024	0,7035
Wв, кВт/0С	36,554	37,071	37,605	37,987	38,201	38,616	39,276	39,62	39,928	39,998
QВ, кВт	568,42	852,63	1136,8	1421,1	1705,3	1989,5	2273,7	2557,9	2842,1	3240
,	31,75	36,22	40,47	44,59	48,26	52,18	56,61	60,44	64,32	68,98