Расчет графика температур сетевой воды качественного регулирования по отопительной нагрузке.

При качественном регулировании задача расчета состоит в определении температуры сетевой воды в зависимости от тепловой нагрузки. Расход воды остается постоянным в течение всего отопительного сезона.

Режим регулирования водяных систем теплоснабжения зависит от многочисленных факторов, но основным является вид тепловой нагрузки и схемы узлов вводов абонентов. Регулирование отпуска тепла значительно упрощается при однородной тепловой нагрузке.

В этих случаях можно ограничиться только центральным регулированием тепловой нагрузки.

Центральное регулирование отопительной нагрузки применяют в системах теплоснабжения с децентрализованным горячим водоснабжением. В таких системах отопление является основной тепловой нагрузкой. Центральное регулирование осуществляется в соответствии с потребностью тепла для отопления зданий при различных наружных температурах воздуха.

При качественном регулировании задача расчета состоит в определении температуры воды в зависимости от тепловой нагрузки. Расход воды остается постоянным в течение всего отопительного сезона.

Общее уравнение для регулирования отопительной нагрузки при зависимых схемах присоединения отопительных установок к тепловой сети может быть представлено в виде:

где Q₀ - расход тепла на отопление при текущей температуре наружного воздуха t_н;

t₁, t_2,0 - соответственно температура сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети;

К - коэффициент теплопередачи;

Dt₀ - температурный напор в нагревательном приборе при тех же условиях;

- те же величины при расчетной температуре наружного воздуха t_ро.

Заменив в уравнении (2.3) отношение коэффициентов теплопередачи зависимостью (2.8), получим:

Температурный напор при смешении воды в узле ввода определяют по формуле:

где t₃ – температура воды в подающем трубопроводе отопительной системы после смесительного устройства; u – коэффициент смешения, равный отношению расхода воды из обратного трубопровода G₂ к расходу воды из подающей линии теплотрассы G₁.

Уравнение (2.4) с учетом зависимостей (2.5) и (2.6) запишется в виде:

Коэффициент смешения u определяют из уравнения теплового баланса смесительного устройства :

где - расчетная разность температур сетевой воды;

q- расчетный перепад температур в отопительной системе.

Подставив значение коэффициента смешения u в уравнение (2.7) при n=0,25, после преобразований получим выражение для определения температуры в подающем трубопроводе:

Температура воды после отопительной установки равна:

Температура воды после смесительного устройства на вводе составит:

Как следует из формул (2.9)-(2.10), температура воды является однозначной функцией относительной нагрузки. Принимая =0¸1, можно найти соответствующие значения температуры воды. Общий вид температурного графика при исходных данных =150⁰С, = 70⁰С, = 95⁰С, t_в =18⁰С показан на рис. 2.4. Приведенный график называется отопительным.

Рис. График температур качественного регулирования отопительной нагрузки (зависимые схемы присоединения отопительных установок).

Зависимость относительного расхода тепла на отопление от температуры наружного воздуха можно представить графически (рис. 2.4) с помощью отношения:

Значения температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах, соответствующие различным относительным расходам тепла на отопление, приведены в справочной литературе.

Расчетный расход воды на отопление определяется по формуле:

При независимых схемах присоединения абонентов к тепловой сети (рис. 2.4) в приборы отопительной системы поступает вода, нагреваемая в отопительном теплообменнике за счет тепла сетевой воды. Расчетные значения нагреваемой воды t¢_1,0 принимают 95 – 140 ⁰С, расчетная температура обратной воды t¢_2,0 равна 70⁰С.

Рис. 2.5. Схема независимого присоединения отопительной установки:

1 – теплообменник системы отопления; 2 – циркуляционный насос

Параметры сетевой воды на входе (t₁) и выходе (t₂) из отопительного подогревателя:

где e_п - безразмерная удельная теплопроизводительность подогревателя;

W_м - меньшее значение эквивалента расхода воды через подогреватель.

При качественном регулировании эквиваленты расхода сетевой и нагреваемой воды неизменны, поэтому величина e_п будет также постоянной.

где W₀ - эквивалент расхода нагреваемой воды;

- расчетная разность температур нагреваемой воды, , Вт;

Заменив в равенстве (2.17) , выражением (2.12), получим:

Температура обратной воды на выходе из теплообменника равна:

Постоянный расход воды при центральном качественном регулировании упрощает эксплуатацию системы, поэтому этот метод регулирования нашел применение в существующих системах теплоснабжения от районных котельных.