2. Методические указания к выполнению контрольной работы

2.1. Способы подключения потребителей тепла к тепловым сетям.

Абоненты (потребители) присоединяются к водяным тепловым сетям через тепловые пункты: индивидуальные (ИТП) и центральные (ЦТП). Через ИТП присоединяются отопительно-вентиляционные установки и установки горячего водоснабжения, а также технологические потребители одного здания или его части. К ЦТП подключаются отопительно-вентиляционные установки и установки горячего водоснабжения двух и более зданий. При этом устройство ИТП обязательно для каждого здания независимо от наличия ЦТП. При теплоснабжении от собственных котельных предприятий необходимость ЦТП определяют исходя из конкретных условий. Мощность ЦТП не регламентируется.

При проектировании предварительно выбирают, руководствуясь СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов», способ присоединения отопительно-вентиляционных установок и установок горячего водоснабжения потребителей к тепловой сети, а также способ регулирования отпуска теплоты.

По способу присоединения отопительно-вентиляционных установок абонентов различают зависимое и независимое присоединение к тепловым сетям. При наиболее распространенных двухтрубных тепловых сетях системы отопления и вентиляции абонентов рекомендуется присоединять к низкотемпературным (95/70)тепловым сетям непосредственно по зависимой схеме. По независимой схеме с установкой в тепловых пунктах водоподогревателей рекомендуется подключать 12-ти и выше 35 м этажные здания, а также других потребителей, если такое подключение обусловлено гидравлическим режимом работы тепловых сетей. По зависимой схеме системы отопления жилых зданий подключаются одним из следующих способов

• непосредственно, если гидравлический и температурный режимы тепловой сети и внутренней сети абонента совпадают (низкотемпературная сеть),

• через элеватор (рис.2) при необходимости снижения температуры воды у потребителя и располагаемом напоре перед элеватором, достаточном для его работы,

• при недостаточном для работы элеватора располагаемом напоре система отопления абонента подключается к сети через смесительные насосы. Вне зависимости от способа установки насоса (на перемычке между подающим и обратным трубопроводом системы отопления абонента, на подающем или обратном трубопроводе системы отопления напор развиваемый насосом должен быть на 2-3 м больше потери давления в системе отопления, а подача насоса в л/час равнялась G=1,1u*G_ОТ (где – u - коэффициет инжекции системы, G_от – расход воды в л/час системой отопления данного абонента).

Системы отопления и вентиляции общественных зданий с тепловым потоком на вентиляцию менее 0,5 МВт рекомендуется присоединять к двухтрубным тепловым сетям также по зависимой схеме.

• непосредственно, если гидравлический и температурный режимы тепловой сети и внутренней сети абонента совпадают. При этом, если мощность потребителя менее 4 МВт, его присоединение к сети с тепловым потоком более 100 МВт не допускается,

• через подкачивающие насосы на обратном трубопроводе системы отопления абонента перед выходом из теплового пункта. Если при этом давление в обратном трубопроводе окажется ниже давления в системе абонента, подкачивающий насос следует устанавливать на подающем трубопроводе

Системы ГВС абонентов присоединяются к двухтрубным водяным тепловым сетям в открытых системах непосредственно к подающему и обратному трубопроводу (рис.2), в закрытых сетях – через водоподогреватели.

Расчетная температура в подающем трубопроводе после ЦТП при присоединении систем отопления по зависимой схеме должна приниматься равной расчетной температуре воды в подающем трубопроводе тепловых сетей до ЦТП, но не выше 150 гр. С (СП 41-102-95 п.3.2). Схема присоединения водоподогревателей ГВС в закрытых системах теплоснабжения выбирается по соотношению Q^maxГВС/ Q^maxОТ

При 0,2< Q^maxГВС/ Q^maxОТ <1 принимается для ЦТП и ИТП одноступенчатая схема, в которой теплообменник ГВС подключен к подающей линии теплосети.

При 0,2> Q^maxГВС/ Q^maxОТ <1 принимается для ЦТП и ИТП двухступенчатая схема, в которой теплообменники ГВС подключены к обратной и подающей линии теплосети. Для систем теплоснабжения от котельных тепловой мощностью 35 МВт и менее присоединение к тепловым сетям водоподогревателей системы ГВС выполняется по одноступенчатым схемам независимо от соотношения нагрузок.

Рис.2 – Открытая схема присоединения потребителя к высокотемпературной тепловой сети

П

ри расчете тепловой сети следует предварительно выбрать систему теплоснабжения (открытую или закрытую) и способ присоединения отопительно-вентиляционных установок и установок горячего водоснабжения потребителей к тепловой сети, а также способ регулирования отпуска теплоты. Эти вопросы изложены выше и более подробно в [1], а также регламентированы в [2]. В [1] в качестве примера рассматривается открытая двухтрубная система теплоснабжения с зависимым присоединением к сети и независимым регулированием установок отопления и горячего водоснабжения абонентов.

При выполнении данной работы учащийся самостоятельно выбирает тип системы теплоснабжения (открытая или закрытая).

Схема тепловой сети локомотивного депо и прилегающего поселка железнодорожников показана на рис. 1. Тепловая сеть поселка (возможный вариант) содержит 13 узлов, обозначенных римскими цифрами от I до XIII, к которым подключены все 29 объектов теплоснабжения, получающих горячую воду по трем магистралям, составляющим 2 независимых кольца.

На показанной (рис.1) схеме горячая вода в расчетном режиме максимальной отопительной нагрузки поступает из котельной (узел 1) к абонентам с температурой 150⁰ о подающей линии. Поскольку согласно СНиП II-33-75 для жилых зданий, школ, поликлиник и других зданий социально - бытового назначения максимальная температура теплоносителя в системе отопления установлена 95⁰ С, отопительные системы зданий присоединяются к водяным тепловым сетям по зависимой схеме через смесительные устройства – ЭЛЕВАТОРЫ 3 (рис.2). Смесительное устройство подмешивает к горячей воде из подающей линии сети охлажденную воду из обратной линии. На рис. 3 показана характеристика водоструйного элеватора и отопительной установки здания. Перепад давления создаваемый элеватором равен перепаду давления в местной отопительной системе абонента.

где p_с - перепад давления в местной системе абонента (потеря напора в циркуляционном контуре здания), Па ( м вод. ст).

S_с- сопротивление местной системы абонента, Па c²/м⁶ (м вод. ст с²/л²)

V_с - объемный расход воды в системе м³/с (л/с)

Рабочая характеристика элеватора зависит от перепада давления в его сопле (располагаемого напора). Режим работы элеватора на заданную отопительную установку определяется графически как точка пересечения рабочей характеристики элеватора и характеристики отопительной установки. В качестве примера на рис.3 показаны характеристики элеватора ВТИ-Теплосеть Мосэнерго № 4 (d = 30 мм) и отопительной установки с сопротивлением 860 МПа с²/м⁶ [1]. Из рисунка, в частности, видно, что с ростом располагаемого напора, растет напор, развиваемый элеватором.

Рис. 3 – Напорная характеристика элеватора

Элеваторы выпускаются с регулируемым сечением выходного сопла для местного количественного регулирования отопительной нагрузки. Уменьшение проходного сечения сопла (вворачивание иглы) уменьшает расход горячей воды, одновременно увеличивая коэффициент инжекции.

Для работы элеватора необходимо, чтобы разность напоров в подающей и обратной линии теплосети (располагаемый напор) составлял не менее 8 – 15 м водяного столба. Помимо располагаемого напора давление создаваемое элеватором зависит от коэффициента смешения элеватора (коэффициента инжекции) U, представляющего собой отношение расхода подмешиваемой воды к расходу рабочей горячей воды.

где t_с^под – температура в подающем трубопроводе сети;

t_гор t _обр –температуры горячей и обратной воды в системе отопления здания.

Если t^под _с = 150 C t _гор = 95 C t_обр =70 C , U=2,2

При U=2,2 и располагаемом напоре 15 м вод. ст. давление создаваемое элеватором 1,5 м вод. ст. Поскольку располагаемый напор обеспечивает инжекцию элеватора, при прекращении подачи сетевой воды, например, из-за аварии теплосети прекращается циркуляция воды в отопительной системе здания, что может привести (и приводит) к ее замораживанию. Чтобы этого избежать, дополнительно к элеватору устанавливают центробежный насос, который в нормальных условиях выключен и включается в работу только при аварийных ситуациях в теплосети, когда он в течении 10-12 часов, необходимых для ремонта теплосети, поддерживает циркуляцию в отопительной установке здания. Кроме того, насос позволяет осуществить количественное регулирование температуры в каждом здании, например, перевод административных и производственных зданий в режим дежурного отопления в не рабочее время суток, что необходимо при осуществлении внешнего качественного регулирования (температурой сетевой воды). Для поддержания постоянного расхода прямой сетевой воды на вводе абонента устанавливается регулятор расхода 5 (рис.2), использующий в качестве импульса перепад давления на сопле элеватора 4.

Cистема горячего водоснабжения в открытой схеме имеет свой регулятор температуры 6 управляющий подмешиванием прямой сетевой воды к обратной, если температура последней будет ниже 55⁰ , установленных для системы горячего водоснабжения. Это может иметь место в теплые дни, когда при качественном регулировании теплосети температура в обратной линии окажется ниже 55 ⁰.

Присоединение установок по схеме несвязанного регулирования обеспечивает независимость работы обеих установок, т. е. изменение расхода воды на горячее водоснабжение в широких пределах от нуля (в ночные часы) до максимального, практически не оказывает влияния на работу системы отопления.

Все вышесказанное относится к способам подключения абонентов к открытым сетям теплоснабжения. Учащийся может выбрать и закрытую систему теплоснабжения, достаточно распространенную на практике. В этом случае достаточно подробные рекомендации по подключению абонентов к таким сетям он найдет в [3].