6.3.2. Качественно - количественное регулирование при постоянном располагаемом напоре в начале теплосети

При данном методе регулирования поддерживается постоянным располагаемый напор (разность давлений в подающем и обратном трубопроводах) в начале теплосети – в источнике тепла или в центральном тепловом пункте. Расход воды в теплосети – переменный, он зависит от режима разбора воды на горячее водоснабжение.

В тепловых пунктах у потребителей устанавливаются только регуляторы температуры воды (РТ), поступающей в систему горячего водоснабжения (см. рис. 6.5).

Р асполагаемый напор в начале теплосети (на станции) определяется гидравлическим расчетом системы теплоснабжения при нормальном расчетном расходе воды на отопление по режиму качественного регулирования ( ). При учете расхода воды на горячее водоснабжение возможны различные варианты. Например, режим работы теплосети при отсутствии водоразбора ( ) или режим работы теплосети с разбором воды на горячее водоснабжение из обратного трубопровода теплосети при среднечасовой нагрузке.

Ниже рассматривается первый вариант, т.е. когда гидравлический расчет системы теплоснабжения для определения необходимого располагаемого напора в начале сети производится для режима при отсутствии разбора воды на горячее водоснабжение ( ). Примерные графики расходов и температур сетевой воды приведены соответственно на рис. 6.6 а и 6.6 б.

Расход воды на системы отопления, равный расчетному расходу , в часы отсутствия водоразбора на горячее водоснабжение, будет изменяться при наличии расхода воды на ГВС, а именно уменьшаться под влиянием разбора из подающих трубопроводов ( ) и увеличиваться от разбора из обратных трубопроводов ( ).

П римерный график относительных расходов воды на отопление с учетом влияния на него водоразбора на горячее водоснабжение приведен на рис. 6.3. а (график ).

     В период низких температур наружного воздуха, когда вода на горячее водоснабжение полностью или в преобладающем количестве разбирается из обратных трубопроводов теплосети, расход воды на отопление больше нормального расчетного ( ), а в период повышенных температур наружного воздуха, когда преобладает разбор воды на горячее водоснабжение из подающих трубопроводов теплосети, расход воды на отопление меньше расчетного ( ). При некоторой температуре наружного воздуха расход воды на отопление получается равным расчетному ( ).

     Соответственно, т.е. с учетом переменного расхода воды на системы отопления, рассчитывается график температур воды в подающем трубопроводе теплосети t₁ (рис. 6.3 б).

Такой график называют обычно “скорректированным”.

При расходе воды на отопление меньше расчетного ( ) температуры воды по скорректированному графику выше, чем по отопительному ( ), и, наоборот, при расходе воды на отопление больше расчетного ( ) они ниже, чем по отопительному ( ). Необходимо, чтобы расход воды на отопление у потребителей изменялся примерно по одной закономерности (т.к. определяемая в зависимости от его относительной величины температура сетевой воды t₁ в подающем трубопроводе является общей для всех потребителей). Следовательно, должны быть обеспечены одинаковые условия по гидравлической устойчивости для всех потребителей. Это достигается тем, что расчет и регулировку тепловой сети для режима без водоразбора производят так, чтобы потери давления в подающих и обратных трубопроводах от начала сети до любого из потребителей, а также в элеваторных узлах систем отопления были одинаковые. На абонентских вводах при этом может оказаться необходимой установка дроссельных шайб для гашения избыточного напора (рис. 6.5).

Относительный расход воды на отопление рассчитывается по методике, приведенной в [9].

; (6.16)

где ; ;

;

; .

В формулах обозначено:

; u – коэффициент смешения в элеваторном узле; , ,  – относительные сопротивления соответственно подающих и обратных трубопроводов теплосети и элеваторного узла;  – отношение располагаемого напора в начале теплосети (на коллекторах станции) при рассматриваемом режиме к располагаемому напору при отсутствии водоразбора, при постоянном напоре на станции имеем ;  – расчетный температурный напор воды в тепловой сети;  – расчетный температурный напор воды в отопительных приборах при и имеем ;  – относительный расход тепла на отопление.

Относительные сопротивления определяются по данным гидравлического расчета теплосети.

Можно принять:

, , ,

где , ,  – потери тепла соответственно в подающей и обратной линии сети и в элеваторном узле;  – общие потери напора.

.

При одинаковых диаметрах подающих и обратных трубопроводов теплосети имеем .

По найденным значениям определяют температуры воды в теплосети по формулам:

; (6.17)

. (6.18)

Расчет графиков регулирования производится по среднечасовой нагрузке горячего водоснабжения за неделю. В этом случае

.

Полученная по формуле (6.18) величина t₂ не должна быть больше t_гв, в противном случае необходимо произвести уточнение расчета. Уточнение производится методом последовательных приближений. Задаются новым значением t_гв (значением, близким к t₂) и вновь определяют , t₁, t₂ по формулам (6.17), (6.18). Расчет считается законченным тогда, когда новое значение t₂ совпадает с принятой величиной t_гв.

Относительный расход воды в подающей линии теплосети на отопление и горячее водоснабжение

, (6.19)

где .

Относительный расход воды в обратной линии теплосети для нагрузок отопления и горячего водоснабжения при

. (6.20)

По приведенным выше формулам может быть сделан расчет относительных расходов воды в теплосети при любой нагрузке горячего водоснабжения, в частности, при максимально-часовой .

Суммарные расходы воды в теплосети:

а) в подающем трубопроводе

; (6.21)

б) в обратном трубопроводе

. (6.22)

Пример 3 (к графикам на рис. 6.6).

В открытой системе теплоснабжения осуществляется центральное качественно-количественное регулирование при постоянном располагаемом напоре на коллекторах станции, определенном при гидравлическом расчете сети без учета нагрузки горячего водоснабжения.

Задано:

.

Потери напора в теплосети при отсутствии водоразбора на горячее водоснабжение по данным гидравлического расчета сети:

– в подающих трубопроводах сети ;

– в обратных трубопроводах сети ;

– в элеваторных узлах

Располагаемый напор на коллекторах станции

Определить относительные расходы воды и температуры воды в подающем и обратном трубопроводах теплосети при . Расчет произвести при среднечасовой нагрузке на горячее водоснабжение за неделю.

Решение:

Относительные сопротивления:

; .

Коэффициент смешения в элеваторном узле

.

Относительный расход тепла на отопление

.

Рассчитываем величины, входящие в формулу (6.16) для определения

;

;

;

;

.

Относительный расход воды на отопление

.

Температуры воды в подающем и обратном трубопроводах теплосети рассчитываем по формулам (6.17), (6.18)

;

.

Для варианта регулирования с определением располагаемого напора на станции по расчету теплосети для режима с разбором воды на горячее водоснабжение из обратных трубопроводов примерные графики расходов и температур сетевой воды приведены на рис. 6.6 б.