58. Алгоритм теплотехнического расчета ограждающих конструкций с учетом их пространственного расположения.

59. Схемы присоединения систем отопления и горячего водоснабжения к тепловым сетям.

Системы горячего водоснабжения присоединяются к тепловой сети через водо-водяные теплообменники. В двухтрубных сетях при одновременном присоединении систем отопления и горячего водоснабжения применяют несколько схем включения подогревателей:

• предвключенную,

• параллельную,

• двухступенчатую последовательную,

• двухступенчатую смешанную,

• двухступенчатую смешанную с ограничителем расхода.

Схема с предвключенным подогревателем горячего водоснабжения

В этой схеме подогреватель включается последовательно по отношению к подающей линии тепловой сети. Схема применяется, когда Qmaxгвс/Qo < 0,2 и нагрузка ГВС мала.

Достоинством этой схемы является постоянный расход теплоносителя на тепловой пункт в течение всего отопительного сезона, который поддерживается регулятором расхода РР. Это делает гидравлический режим тепловой сети стабильным. Недогрев помещений в периоды максимальной нагрузки ГВС компенсируется подачей сетевой воды повышенной температуры в систему отопления в периоды минимального водоразбора или при его отсутствии в ночные часы.  Использование теплоаккумулирующей способности зданий практически исключает колебания температуры воздуха в помещениях. Такая компенсация теплоты на отопление возможна в том случае, если тепловая сеть работает по повышенному температурному графику. Когда тепловая сеть регулируется по отопительному графику, возникает недогрев помещений, поэтому схему рекомендуется применять при очень маленьких нагрузках ГВС. В этой схеме также не используется теплота обратной сетевой воды.

При одноступенчатом подогреве горячей воды чаще используется параллельная схема включения подогревателей.

Параллельная схема включения подогревателя горячего водоснабжения

Схему применяют, когда Q^max_гвс/Q_o . Расход сетевой воды на абонентский ввод определяется суммой расходов на отопление и ГВС. Расход воды на отопление является величиной постоянной и поддерживается регулятором расхода РР. Расход сетевой воды на ГВС – величина переменная. Постоянная температура горячей воды на выходе из подогревателя поддерживается  регулятором температуры РТ в зависимости от ее расхода.

Схема имеет простую коммутацию и один регулятор температуры. Подогреватель и тепловая сеть рассчитываются на максимальный расход ГВС. В этой схеме теплота сетевой воды используется недостаточно рационально. Не используется теплота обратной сетевой воды, имеющая температуру 40 – 60^оС, хотя она позволяет покрыть значительную долю нагрузки ГВС, и поэтому имеет место завышенный расход сетевой воды на абонентский ввод.

Двухступенчатая последовательная схема

Сетевая вода разветвляется на два потока: один проходит через регулятор расхода РР, а второй через подогреватель второй ступени, затем эти потоки смешиваются и поступают в систему отопления.

При максимальной температуре обратной воды после отопления 70?С и средней нагрузке горячего водоснабжения водопроводная вода практически догревается до нормы в первой ступени, и вторая ступень полностью разгружается, т.к. регулятор температуры РТ закрывает клапан на подогреватель, и вся сетевая вода поступает через регулятор расхода РР в систему отопления, и система отопления получает теплоты больше расчетного значения.

Если обратная вода имеет после системы отопления температуру 30-40?С , например, при плюсовой температуре наружного воздуха, то подогрева воды в первой ступени недостаточно, и она догревается во второй ступени. Другой особенностью схемы является принцип связанного регулирования. Сущность его состоит в настройке регулятора расхода на поддержание постоянного расхода сетевой воды на абонентский ввод в целом, независимо от нагрузки горячего водоснабжения и положения регулятора температуры. Если нагрузка на горячее водоснабжение возрастает, то регулятор температуры открывается и пропускает через подогреватель больше сетевой воды или всю сетевую воду, при этом уменьшается расход воды через регулятор расхода, в результате температура сетевой воды на входе в элеватор уменьшается, хотя расход теплоносителя остается постоянным. Теплота, недоданная в период большой нагрузки горячего водоснабжения, компенсируется в периоды малой нагрузки, когда в элеватор поступает поток повышенной температуры. Снижение температуры воздуха в помещениях не происходит, т.к. используется теплоаккумулирующая способность ограждающих конструкций зданий. Это и называется связанным регулированием, которое служит для выравнивания суточной неравномерности нагрузки горячего водоснабжения. В летний период, когда отопление отключено, подогреватели включаются в работу последовательно с помощью специальной перемычки. Эта схема применяется в жилых, общественных и промышленных зданиях при соотношении нагрузок Q^max_гвс/Q_o? 0,6. Выбор схемы зависит от графика центрального регулирования отпуска теплоты: повышенный или отопительный.

Преимуществом последовательной схемы по сравнению с двухступенчатой смешанной является выравнивание суточного графика тепловой нагрузки, лучшее использование теплоносителя, что приводит к уменьшению расхода воды в сети. Возврат сетевой воды с низкой температурой улучшает эффект теплофикации, т.к. для подогрева воды можно использовать отборы пара пониженного давления. Сокращение расхода сетевой воды по этой схеме составляет (на тепловой пункт) 40% по сравнению с параллельной и 25% - по сравнению со смешанной.

Недостаток – отсутствие возможности полного автоматического регулирования теплового пункта.

Двухступенчатая смешанная схема горячего водоснабжения

Расчетный расход сетевой воды на горячее водоснабжение несколько снижается по сравнению с параллельной одноступенчатой схемой. Подогреватель I ступени включается по сетевой воде последовательно в обратную линию, а II ступени – параллельно по отношению к отопительной системе.

В первой ступени водопроводная вода подогревается обратной сетевой водой после системы отопления, благодаря чему уменьшается тепловая производительность подогревателя второй ступени и снижается расход сетевой воды на покрытие нагрузки горячего водоснабжения. Общий расход сетевой воды на тепловой пункт складывается из расхода воды на систему отопления и расхода сетевой воды на вторую ступень подогревателя.

По этой схеме присоединяются общественные здания, имеющие большую вентиляционную нагрузку, составляющую более 15% отопительной нагрузки. Достоинством схемы является независимый расход теплоты на отопление от потребности теплоты на ГВС. При этом наблюдаются колебания расхода сетевой воды на абонентском вводе, связанные с неравномерным потреблением воды на горячее водоснабжение, поэтому устанавливается регулятор расхода РР, поддерживающий постоянным расход воды в системе отопления.

Двухступенчатая смешанная схема с ограничением максимального расхода воды на ввод

Она получила применение и позволяет также использовать теплоаккумулирующую способность зданий. В отличие от обычной смешанной схемы регулятор расхода устанавливается не перед системой отопления, а на вводе до места отбора сетевой воды на вторую ступень подогревателя.

Он поддерживает расход не выше заданного. С ростом водоразбора регулятор температуры РТ откроется, увеличив расход сетевой воды через вторую ступень подогревателя горячего водоснабжения, при этом сокращается расход сетевой воды на отопление, что делает эту схему равноценной с последовательной схемой по расчетному расходу сетевой воды. Но подогреватель второй ступени включен параллельно, поэтому поддержание постоянного расхода воды в системе отопления обеспечивается циркуляционным насосом (элеватор применять нельзя), и регулятор давления РД будет поддерживать постоянным расход смешанной воды в системе отопления.