Расчет и построение температурного графика регулирования тепловой нагрузки на отопление.
Построить для закрытой системы теплоснабжения график центрального качественного регулирования отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (повышенный или скорректированный температурный график). Принять расчетные температуры сетевой воды в подающей магистрали t1= 130 0С в обратной магистрали t2= 70 0С, после элеватора t3= 95 0С. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления tнро = -31 0С. Расчетная температура воздуха внутри помещения tв= 18 0С. Расчетные тепловые потоки принять те же. Температура горячей воды в системах горячего водоснабжения tгв = 60 0С, температура холодной воды tс= 50С. Балансовый коэффициент для нагрузки горячего водоснабжения aб= 1,2. Схема включения водоподогревателей систем горячего водоснабжения двухступенчатая последовательная. Решение. Предварительно выполним расчет и построение отопительно-бытового графика температур с температурой сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома Определим, используя формулы (16),(17),(18), значения величин
Для t н = +8 0С значения t 01, t 02, t 03 соответственно составят:
Аналогично выполняются расчеты температур сетевой воды и для других значений t н. Используя расчетные данные и приняв минимальную температуру сетевой воды в подающем трубопроводе
Определим по формуле (19) балансовую нагрузку горячего водоснабжения
По формуле (20) определим суммарный перепад температур сетевой воды d в обеих ступенях водоподогревателей
Определим по формуле (21) перепад температур сетевой воды в водоподогревателе первой ступени
Определим для указанного диапазона температур наружного воздуха перепад температур сетевой воды во второй ступени водоподогревателя
Определим используя формулы (22) и (25) значения величин d 2 и d 1 для диапазона температур наружного воздуха t н от t' н = -2,5 0С до t 0= -310С. Так, для t н= -10 0С эти значения составят:
Аналогично выполним расчеты величин d 2 и d 1 для значений t н= -23 0С и t н= –31 0С. Температуры сетевой воды Так, для t н= +8 0С и t н= -2,5 0С эти значения составят
для t н = -10 0С
Аналогично выполним расчеты для значений t н = -23 0С и -31 0С. Полученные значения величин d 2, d 1, Для построения графика температуры сетевой воды в обратном трубопроводе после калориферов систем вентиляции
Определим значение t 2v для t н= +8 0С. Предварительно зададимся значением
Вычислим левые и правые части уравнения Левая часть Правая часть Поскольку численные значения правой и левой частей уравнения близки по значению (в пределах 3%), примем значение Для систем вентиляции с рециркуляцией воздуха определим, используя формулу (34), температуру сетевой воды после калориферов t 2v для t н= t нро = -310C.
Здесь значения D t
Далее вычислим левую часть выражения
Поскольку левая часть выражения близка по значению правой (0,99»1), принятое предварительно значение t 2v = 51 0С будем считать окончательным. Используя данные таблицы 4 построим отопительно-бытовой и повышенный температурные графики регулирования (см. рис. 4). Таблица 4 - Расчет температурных графиков регулирования для закрытой системы теплоснабжения.
Рис.4. Температурные графики регулирования для закрытой системы теплоснабжения (¾ отопительно-бытовой; --- повышенный)
Построить для открытой системы теплоснабжения скорректированного (повышенного) графика центрального качественного регулирования. Принять балансовый коэффициент aб = 1,1. Принять минимальную температуру сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома температурного графика Решение. Вначале строим графики температур
Определим коэффициент отношения балансовой нагрузки на горячее водоснабжение к расчетной нагрузке на отопление
Для ряда температур наружного воздуха t н= +8 0С; -10 0С; -25 0С; -31 0С, определим относительный расход теплоты на отопление
Затем, приняв известные из предыдущей части значения t c; t h; q; Dt определим, используя формулу (30), для каждого значения t н относительные расходы сетевой воды на отопление Например, для t н= -10 0С
Аналогично выполним расчеты Температуры сетевой воды в подающем t 1п и обратном t 2п трубопроводах для скорректированного графика определим по формулам (27) и (28). Так, для t н = -10 0С получим
Выполним расчеты t 1п и t 2п и для других значений t н. Определим используя расчетные зависимости (32) и (34) температуры сетевой воды t 2v после калориферов систем вентиляции для t н= +8 0С и t н= -31 0С (при наличии рециркуляции). При значении t н= +8 0С зададимся предварительно величиной t 2v= 230C. Определим значения Dt к и Dt к
Далее вычислим левую и правую части выражения
Поскольку численные значения левой и правой частей уравнения близки, принятое предварительно значение t 2v= 230C,будем считать окончательным. Определим также значения t 2v при t н = t 0= -31 0C. Зададимся предварительно значением t 2v= 470C
Вычислим значения D t к и
Полученные значения расчетных величин сведем в таблицу 3.5 Таблица 5 - Расчет повышенного (скорректированного) графика для открытой системы теплоснабжения.
Используя данные таблицы 5, построим отопительно-бытовой, а также повышенный графики температур сетевой воды.
Рис.5 Отопительно - бытовой ( Гидравлический расчет магистральных теплопроводов двухтрубной водяной тепловой сети закрытой системы теплоснабжения. Расчетная схема теплосети от источника теплоты (ИТ) до кварталов города (КВ) приведена на рис.6. Для компенсации температурных деформаций предусмотреть сальниковые компенсаторы. Удельные потери давления по главной магистрали принять в размере 30-80 Па/м.
Рис.6. Расчетная схема магистральной тепловой сети.
Решение. Расчет выполним для подающего трубопровода. Примем за главную магистраль наиболее протяженную и загруженную ветвь теплосети от ИТ до КВ 4 (участки 1,2,3) и приступим к ее расчету. По таблицам гидравлического расчета, приведенным в литературе [6,7], а также в приложении №12 учебного пособия, на основании известных расходов теплоносителя, ориентируясь на удельные потери давления R в пределах от 30 до 80 Па/м, определим для участков 1, 2, 3 диаметры трубопроводов dнxS, мм, фактические удельные потери давления R, Па/м, скорости воды V, м/с. По известным диаметрам на участках главной магистрали определим сумму коэффициентов местных сопротивлений S x и их эквивалентные длины L э. Так, на участке 1 имеется головная задвижка (x = 0,5), тройник на проход при разделении потока (x = 1,0), Количество сальниковых компенсаторов (x = 0,3) на участке определим в зависимости от длины участка L и максимального допустимого расстояния между неподвижными опорами l. Согласно приложению №17 учебного пособия для D у= 600 мм это расстояние составляет 160 метров. Следовательно, на участке 1 длиной 400 м следует предусмотреть три сальниковых компенсатора. Сумма коэффициентов местных сопротивлений S x на данном участке составит S x = 0,5+1,0 + 3 × 0,3 = 2,4 По приложению №14 учебного пособия (при К э= 0,0005м) эквивалентная длина l э для x = 1,0 равна 32,9 м. Эквивалентная длина участка L э составит L э= l э× S x = 32,9 ×2,4 = 79 м Далее определим приведенную длину участка L п L п= L + L э= 400 + 79 = 479 м Затем определим потери давления DP на участке 1 D P = R × L п = 42 × 479 = 20118 Па Аналогично выполним гидравлический расчет участков 2 и 3 главной магистрали (см. табл. 6 и табл.7). Далее приступаем к расчету ответвлений. По принципу увязки потери давления D P от точки деления потоков до концевых точек (КВ) для различных ветвей системы должны быть равны между собой. Поэтому при гидравлическом расчете ответвлений необходимо стремиться к выполнению следующих условий: D P 4+5 = D P 2+3 ; D P 6 = D P 5; D P 7 = D P 3 Исходя из этих условий, найдем ориентировочные удельные потери давления для ответвлений. Так, для ответвления с участками 4 и 5 получим
Коэффициент a, учитывающий долю потерь давления на местные сопротивления, определим по формуле
тогда Ориентируясь на R = 69 Па/м определим по таблицам гидравлического расчета диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, потери давления D Р на участках 4 и 5. Аналогично выполним расчет ответвлений 6 и 7, определив предварительно для них ориентировочные значения R.
Таблица 6 - Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений
Таблица 7 - Гидравлический расчет магистральных трубопроводов
Определим невязку потерь давления на ответвлениях. Невязка на ответвлении с участками 4 и 5 составит:
Невязка на ответвлении 7 составит:
|
=70 0С. Значения температур сетевой воды для систем отопления t 01; t 02; t 03 определим используя расчетные зависимости (13), (14), (15) для температур наружного воздуха t н= +8; 0; -10; -23; -31 0С
= 44,9 0С, 
= 55,3 0С, температура наружного воздуха 
= -2,5 0С. Полученные значения температур сетевой воды для отопительно-бытового графика сведем в таблицу 4. Далее приступаем к расчету повышенного температурного графика. Задавшись величиной недогрева D t н= 7 0С определим температуру нагреваемой водопроводной воды 
после водоподогревателя первой ступени
МВт
для диапазона температур наружного воздуха от t н= +8 0С до t' н = -2,5 0С
и 
в подающем и обратном трубопроводах для повышенного температурного графика определим по формулам (24) и (26).
в диапазоне температур наружного воздуха t н = +8 ¸ -2,5 0С используем формулу (32)
0С. Определим температурные напоры в калорифере 
и 
соответственно для t н= +8 0С и t н= -2,5 0С
как окончательное.
; t 
; t 
соответствуют t н = t v= -23 0С. Поскольку данное выражение решается методом подбора, предварительно зададимся значением t 2v = 510С. Определим значения D t к и D t 
0С. Остальные исходные данные взять из предыдущей части.
, 
, 
, используя расчеты по формулам (13); (14); (15). Далее построим отопительно-бытовой график, точке излома которого соответствуют значения температур сетевой воды 
0С; 
0C; 
0C, и температура наружного воздуха 
0C. Далее приступаем к расчету скорректированного графика. Определим балансовую нагрузку горячего водоснабжения 
MВт
по формуле (29)`; Например для t н= -10 
.
; 
Па/м
Па/м
Па/м
Невязка на ответвлении 6 составит:
