si la parte carga media El suministro de agua caliente es inferior al 15% del carga de diseño calefacción (0,15), luego la regulación del suministro de calor se toma de acuerdo con la carga de calefacción, más del 15% de la carga de calor total - regulación de acuerdo con la carga combinada de calefacción y suministro de agua caliente. en esto proyecto del curso, es decir. la proporción de la carga promedio de suministro de agua caliente es más del 15% de la carga de calor total, por lo tanto, aceptamos la regulación basada en la carga combinada de calefacción y suministro de agua caliente.

Cuando se regula por la carga combinada de calefacción y suministro de agua caliente, el consumo total calculado de agua de la red no incluye el consumo de agua para el suministro de agua caliente. Para garantizar la carga de calor del sistema de suministro de agua caliente, el agua en la línea de suministro debe tener una temperatura más alta que cuando está regulada por la carga de calefacción. Por tanto, el horario cuando se regula por carga combinada se denomina incrementado. Se basa en el programa de control de carga de calefacción.

Regulación de la liberación de calor en sistemas cerrados ah suministro de calor

En sistemas cerrados de suministro de calor, dependiendo de la relación de los flujos de calor máximos para el suministro de agua caliente y calefacción, la conexión de los calentadores de agua debe tomarse en, por lo tanto, la conexión de los calentadores de agua se realiza de acuerdo con esquema de dos etapas.

Programa de control basado en la carga de calefacción para esquemas de conexión local sistemas de calefacción basado en la temperatura del agua en el suministro ? 1,o y revertir ? 2,o autopistas, ?С, dependiendo de la temperatura del aire exterior

¿Dónde está la diferencia de temperatura calculada? dispositivo de calentamiento,°C;

? oh = 95 ?C es la temperatura estimada del agua en la tubería de suministro del sistema de calefacción después del ascensor, °C (de la tarea);

t norte- temperatura actual del aire exterior, ? C;

110-70=40?С - diferencia de temperatura estimada del agua de la red, ?С, a la temperatura del aire exterior t oh=-21(de la tarea);

Diferencia de temperatura estimada en el sistema de calefacción, ?С.

Ejemplo de cálculo para t n =8?C:

Los datos de cálculo para trazar el gráfico se ingresan en la Tabla 4.

Tabla 4 - Temperatura del agua en las líneas de suministro y retorno

En sistemas cerrados temperatura mínima Se supone que el agua de la red en la línea de suministro está a 70 °C. El punto de ruptura en el que la temperatura del agua en la línea de suministro es igual al valor mínimo se divide temporada de calefacción en dos rangos: desde +8 ?С hasta (primer rango de regulación) y desde hasta t oh(segundo rango de regulación). En el primer rango se lleva a cabo la regulación local del suministro de calor, y en el segundo, se realiza la regulación central de la calidad.

La construcción de un programa de regulación ampliado para sistemas cerrados de suministro de calor (Fig. 3) se lleva a cabo sobre la base de un programa de calefacción y doméstico para regular el suministro de calor. Para construir un gráfico ampliado, es necesario determinar las diferencias de temperatura en los calentadores de etapa superior e inferior a la temperatura exterior y la carga de equilibrio del suministro de agua caliente.

La diferencia de temperatura total en los calentadores de las etapas superior e inferior, ?C, es un valor constante y está determinada por la fórmula:

Un coeficiente de equilibrio que tiene en cuenta el desnivel del horario diario de suministro de agua caliente para sistemas cerrados.

Diferencias de temperatura, ?С:

En, ; (4.4)

La carga de calor para calefacción y ventilación varía según la temperatura del aire exterior. El consumo de calor para el suministro de agua caliente no depende de la temperatura del aire exterior. En estas condiciones, es necesario ajustar los parámetros y el flujo de refrigerante de acuerdo con las necesidades reales de los suscriptores.

4.1. Gráfico de temperatura del agua de la red.

En presencia de carga heterogénea (calefacción, ventilación y suministro de agua caliente) en la red de calefacción general, cálculo y construcción. tabla de temperatura El agua de la red se realiza de acuerdo con la carga térmica predominante y según el esquema más común de conexión de las instalaciones de los abonados. Por regla general, predomina la carga de calefacción. El sistema preferido para regular la carga de calor es la regulación de alta calidad, cuando el cambio en la carga de calor para calefacción cuando cambia la temperatura del aire exterior se realiza cambiando la temperatura del agua de la red a un caudal constante. Esta regulación se realiza en la fuente de calor.

Las temperaturas calculadas del agua de la red en las tuberías de suministro y retorno ( - temperaturas del refrigerante en las tuberías de suministro y retorno y en el sistema de calefacción con su conexión dependiente, respectivamente) en los colectores de la fuente de calor corresponden a la temperatura de diseño del aire exterior. y se establecen al diseñar el sistema de suministro de calor, por ejemplo, 150/70, 130/70, etc. Si la carga de calor es uniforme, en particular la carga de calefacción, se puede realizar una regulación de alta calidad en todo el rango de temperaturas exteriores. En este caso, la carga de calor es directamente proporcional a la temperatura del refrigerante en la tubería de suministro e inversamente proporcional a la temperatura del aire exterior. Por lo tanto, en el gráfico de temperatura, las dependencias de las temperaturas del agua de la red en las tuberías de suministro y retorno se representan con una carga uniforme y una regulación de alta calidad mediante líneas rectas. El punto de partida de estas líneas rectas se toma como la temperatura del aire exterior de +20 0 C (+18), cuando la carga de calor es cero. Entonces, la temperatura del agua de la red en las tuberías de suministro y retorno también será de +20 0 C (+18). Los puntos finales serán respectivamente. Con una conexión dependiente del sistema de calefacción, habrá una tercera línea recta en el gráfico que conecta el punto de partida con la temperatura calculada.

Si hay una carga de suministro de agua caliente (ACS), la temperatura del agua en la tubería de suministro no se puede reducir por debajo de 60 0 C al conectar sistemas de agua caliente Por circuito abierto y por debajo de 70 0 C cuando se conecta mediante esquema cerrado, porque la temperatura del agua en los grifos debe ser de 55 0 C a 65 0 C, y en Intercambiador de calor de ACS Se pierden aproximadamente 10 0 C. Por lo tanto, se establece un límite en el gráfico de temperatura, como se muestra en las figuras 4 y 5. En el gráfico de control de un circuito de sistema de calefacción cerrado, la temperatura del aire exterior correspondiente al límite, divide la graficar en dos áreas: área regulación de calidad II y el área de regulación cuantitativa I. En el gráfico de control de un sistema abierto de suministro de calor en el área de regulación cualitativa, la zona III aparece cuando la temperatura del agua en la tubería de retorno alcanza los 60 0 C y se recolecta agua para el suministro de agua caliente. sólo de ello.

Figura 4. Gráfico de temperatura de control abierto sistema dependiente suministro de calor

Fig.5 Gráfico de temperatura del control cerrado sistema independiente suministro de calor

La presencia o ausencia de una línea discontinua en el gráfico de control depende de si el sistema de suministro de calor es dependiente (Fig. 4) o independiente (Fig. 5).

Si , entonces es racional regular de acuerdo con la carga combinada de calefacción y suministro de agua caliente. En este caso, se construye el llamado programa de control de temperatura aumentada, que permite compensar el mayor consumo de calor para el suministro de agua caliente aumentando la diferencia de temperatura entre directo y agua de retorno en comparación con el programa de control de carga de calefacción.

Al construir un gráfico aumentado, se supone que el consumo de calor para el suministro de agua caliente está en equilibrio:

¿Dónde está el coeficiente de equilibrio, generalmente aceptado? igual al valor 1.2.

El gráfico se muestra en la Fig. 6.

Figura 6. Curva de control de temperatura aumentada.

En la figura: - temperaturas del refrigerante en los colectores de la central térmica; - temperatura del refrigerante según horario de calefacción; - temperatura del refrigerante en sistemas de calefacción.

Cantidades

Relacionado por la ecuación

(10)

Aquí, la diferencia de temperatura calculada del agua de la red según el programa de calefacción.

Al principio, se determina la cantidad de la ecuación.

. (11)

Temperatura agua del grifo después de la primera etapa del calentador del sistema de ACS donde =5...10 o C es la cantidad de subcalentamiento del agua en el calentador.

4.2. Cálculo y trazado de gráficos de consumo de agua de la red.

4.2.1. Consumo estimado de agua de red para calefacción:

(12)

donde c=4,19 kJ/(kg×K) es la capacidad calorífica del agua.

En la zona de regulación cualitativa II, el caudal de refrigerante para calefacción es constante, en la zona de regulación cuantitativa I cae con un aumento de la temperatura del aire exterior a 0 a +20 (18) 0 CON(Figuras 5 y 6).

4.2.2. Consumo estimado de agua de red para ventilación:

determinado por (13):

(13)

La naturaleza del gráfico de consumo de ventilación repite el curso del gráfico de consumo de calefacción (Fig. 6 y 7).

4.3.3 Consumo de agua de la red para suministro de agua caliente:

En redes de calefacción abiertas, el consumo medio horario de agua para suministro de agua caliente será:

(14)

En sistemas cerrados de suministro de calor, el consumo medio por hora de suministro de agua caliente está determinado por (13, 14).

En circuito paralelo conexión de calentadores de agua

(15)

Temperatura del agua después de un calentador de agua con suministro de agua caliente conectado en paralelo en el punto de interrupción del gráfico de temperatura del agua; recomendado tomar = 30 °C.

En sistemas de dos etapas conexión de calentadores de agua

, (16)

¿Dónde está la temperatura del agua después de la primera etapa de calentamiento con esquemas de conexión a calentadores de agua de dos etapas, °C?

En relación a las zonas de control de temperatura del sistema de calefacción, los costes se comportan de la siguiente manera.

En la zona de regulación cuantitativa I en temperatura constante en la tubería de suministro, teniendo en cuenta la carga promedio en el suministro de agua caliente, el consumo de agua de la red para el suministro de agua caliente permanece constante tanto con un sistema de suministro de calor abierto como cerrado (Fig. 5 y 6).

Estos costos de agua de la red se determinan de la siguiente manera.

En la zona de regulación cualitativa (II, III - con esquema abierto y II - con esquema cerrado), la naturaleza de las curvas difiere significativamente.

En un circuito abierto en la zona II, el agua de la red para suministro de agua caliente se desmonta de las tuberías de suministro y retorno. Desde la tubería de suministro, el caudal de agua de la red disminuye desde el valor máximo a la temperatura del aire exterior hasta cero a la temperatura del aire exterior. Por el contrario, el caudal de agua de la red desde la tubería de retorno cambia de cero al valor máximo a las mismas temperaturas exteriores. En la zona III, la distribución del agua de la red para el suministro de agua caliente proviene únicamente de la tubería de retorno y desciende ligeramente a medida que la temperatura del agua aumenta de 60 a 70 0 C (Fig. 5).

Con un esquema de conexión cerrado para el sistema de suministro de agua caliente, el intercambio de calor entre los sistemas de suministro de calor y de agua caliente se produce en un intercambiador de calor de una sola etapa (en la línea de suministro) o de dos etapas (en ambas líneas). En la zona II, el consumo de agua de la red para el suministro de agua caliente disminuye del máximo en a cero en para un intercambiador de calor de dos etapas (Fig.6, línea continua) y al valor

(17)

(Fig. 6, línea discontinua).

Luego, para mayor claridad, se construye una gráfica del consumo total de agua de la red (Fig. 7 y 8) según la condición

. (18)

Figura 7. Calendario de consumo de la red de calefacción abierta

Figura 8. Gráfico de costos de una red de calefacción cerrada (línea continua - calefacción de dos etapas agua caliente: discontinuo – etapa única).

Requerido para calculo hidraulico red de calefacción, el caudal estimado de agua de la red en una red de dos tuberías en sistemas de suministro de calor abiertos y cerrados se determina mediante la fórmula (19):

. (19)

Un coeficiente que tiene en cuenta la proporción del caudal medio de agua al regular según la carga de calefacción, adoptado a partir de las siguientes consideraciones:

· sistema abierto: 100 o más MW =0,6, menos de 100 MW =0,8;

· sistema cerrado: 100 o más MW =1,0, menos de 100 MW, =1,2.

Cuando se regula en función de la carga combinada de calefacción y suministro de agua caliente con un programa de control ajustado, el coeficiente se toma igual a 0.

Al diseñar redes de calefacción, la tarea de los cálculos hidráulicos incluye determinar los diámetros de las tuberías y la caída de presión en secciones y a lo largo de la línea principal en su conjunto. El cálculo se realiza en dos etapas: preliminar y verificación.

5.1. El procedimiento para realizar cálculos hidráulicos.

Los datos iniciales para el cálculo son: diagrama de diseño (ver Fig. 1); caudales estimados de agua de la red por área; tipo y número de resistencias locales en cada sitio.

Uno de los principales parámetros que determina resistencia hidráulica, es la velocidad del agua en las tuberías. En las redes principales, se recomienda que la velocidad del agua sea de 1¸2 m/s, y en las tuberías de distribución, de 3¸5 m/s.

En la primera etapa preliminar, el diámetro estimado de la tubería se determina de acuerdo con valores aceptados velocidad del agua w y caída de presión específica. Para tuberías principales el valor £ 80 Pa/m, para redes de distribución y ramas =100¸300 Pa/m. El diámetro nominal del tramo considerado se determina mediante un nomograma para el cálculo hidráulico de la tubería (Apéndice P) en función del caudal de agua y la caída de presión específica aceptada. Dado que el punto de intersección en el nomograma no cae en ninguna línea del diámetro estándar, es necesario moverse a lo largo de la línea de flujo hacia arriba o hacia abajo hasta que se cruce con la línea del diámetro estándar. Si se mueve hacia arriba, se selecciona un diámetro estándar más pequeño, pero la resistencia lineal específica real resulta ser mayor, y si hacia abajo, entonces el diámetro es mayor y la resistencia es menor. Por lo general, en secciones de la tubería cercanas a la fuente de calor, cambian a grandes diámetros Y más cerca del final de la carretera, a las más pequeñas. También es necesario asegurarse de que las velocidades del agua en la sección de la tubería no excedan los límites especificados. Los valores reales obtenidos de resistencia lineal específica y velocidad del agua se ingresan en la Tabla 2.

Tabla 2

Cálculo hidráulico de la red de calefacción.

Continuación de la Tabla 2

Cálculo hidráulico de la red de calefacción.

Por esquema de diseño y la ruta de tubería seleccionada, se determinan los tipos y número de resistencias locales: accesorios, codos, compensadores, etc. Según el Apéndice P8, dependiendo del diámetro nominal y el tipo de resistencias locales, se determina e ingresa la longitud equivalente de las resistencias locales. en la Tabla 2. La longitud estimada de la sección de la tubería se determina sumando la longitud real y equivalente.

La caída de presión en el área calculada se calcula mediante la fórmula (20), Pa:

(20)

¿Dónde está la longitud de la sección de diseño, m?

La longitud equivalente total de las resistencias locales en una sección determinada.

La pérdida de presión en el sitio será:

donde =975 kg/m3 es la densidad del agua a una temperatura de 100 °C;

gramo=9,81 m/s 2 - aceleración de caída libre.

Los valores obtenidos se ingresan en las columnas. cálculo de verificación(Tabla 2). Todos los tramos de la carretera se calculan de manera similar.

El cálculo de los ramales se realiza de la misma forma que el tramo de una línea principal, pero con una caída de presión determinada (presión), determinada después de construir un gráfico piezométrico como la diferencia de presión en las redes de suministro y retorno en el punto de conexión de la sucursal.

Al igual que para la línea principal, para el ramal específico que se está calculando, la longitud de las tuberías se mide desde el punto de ramal hasta el consumidor (abonado) más lejano. yo agujero, m. Para esta longitud de rama yo agujero Caída de presión lineal específica preliminar, Pa/m:

(22)

Dónde ; z- coeficiente experimental de resistencia local para ramas (para tuberías de agua z=0,03¸0,05); agujero G- caudal de refrigerante calculado en la sección inicial del ramal, kg/s; - diferencia entre la caída de presión disponible en la rama y la caída de presión requerida en el último abonado, Pa; - longitud real de la rama en versión de dos tubos.

En esquema complejo En las redes de distribución, el ramal se divide en tramos de la misma forma que la división en tramos de la red principal.

4.2. Construcción de un gráfico piezométrico.

El gráfico piezométrico se construye con base en cálculos hidráulicos (Tabla 2). El gráfico de la red piezométrica le permite establecer la correspondencia mutua del terreno, la altura de los sistemas de suscriptores y las pérdidas de presión en las tuberías. Por gráfico piezométrico se puede determinar la presión en cualquier punto de la red, la presión disponible en los ramales y en la entrada a los sistemas de abonado, así como ajustar los diagramas de conexión de los sistemas de abonado y las presiones existentes en la red de ida y retorno de la red.

El gráfico piezométrico se traza en una escala en coordenadas. L-H (l- longitud de la ruta, m; norte- presión, m). El punto se toma como origen de coordenadas. 0 , correspondiente a la instalación de bombas de red (Fig. 6). A la derecha del punto 0 a lo largo del eje l (línea I-I, marca 0.0) el perfil de la ruta se traza de acuerdo con el terreno a lo largo de la carretera principal y los ramales. Aquí se supone que el perfil de la ruta coincide con el terreno. Con un esquema de suministro de calor simple y una pequeña cantidad de entradas de abonados (no más de 20), las alturas de los edificios (sistemas de abonados) están marcadas en las ramas y la red. A lo largo del eje de ordenadas desde el punto 0 La presión se muestra en metros.

La construcción de un gráfico piezométrico comienza con el modo hidrostático, cuando no hay circulación de agua en el sistema y todo el sistema de suministro de calor, incluidos los sistemas de calefacción o los intercambiadores de calor de los sistemas de calefacción, se llena con agua con una temperatura de hasta 100 ° C. Presión estática en la red de calefacción punto alto proporcionada por bombas de reposición. Línea de presión estática S-S en el gráfico se lleva a cabo a partir de la condición de resistencia radiadores de hierro fundido, es decir. 60 m. La presión estática debe ser superior a la altura de los edificios conectados al sistema de calefacción, y también garantizar que el agua no hierva en la red de calefacción. Si no se cumple al menos una de las condiciones para las entradas de suscriptores, es necesario prever la división de la red de calefacción en zonas manteniendo su propia presión estática en cada zona.

La altura requerida de las bombas de red modernas está dentro de los 10¸25 m desde la condición de supresión de la cavitación en la succión de la bomba y la presión total de las bombas de reposición. punto alto=40¸60m. este valor

H st se traza a lo largo del eje H desde el punto 0 hasta A. Desde el punto A, a partir de este cálculo hidráulico comienza la construcción de un gráfico piezométrico para la línea de retorno en modo dinámico. Desde el punto A se traza la longitud de la primera sección calculada 0 – I (0 I). Más adelante a lo largo del eje H se traza el valor calculado de las pérdidas hidráulicas Δ H I (punto 0 1 ). Realizando las acciones descritas, determinamos secuencialmente todos los puntos del gráfico piezométrico de la línea de retorno (puntos 0 , 0 1 , 0 2 etc.).

Desde el último punto de la gráfica piezométrica de la línea de retorno (punto 0 4 ) la altura disponible requerida se retrasa enúltima persona que llamó DH ab » 15¸20 m si hay ascensor o DH ab » 10m +H edificio- con conexión sin ascensor (punto P 4). La gráfica piezométrica de una línea recta se traza desde el punto P 4 en orden inverso en las secciones de la red. Conectando todos los puntos encontrados ( A,0 1 ,0 2 , ...) obtenemos una gráfica piezométrica de la línea de retorno. Con cálculos y construcción correctos, el gráfico piezométrico debe ser lineal. en el punto PAG, correspondiente a la ubicación de la fuente de calor, la pérdida de presión en los calentadores de red se retrasa hacia arriba DH P=10¸20 m o en caldera de agua caliente DH P=15¸30m.

Figura 9. Gráfico piezométrico y diagrama de red de calor:

I - bomba de red; II - bomba de maquillaje; III - unidad de tratamiento térmico; IV - regulador de presión; V - tanque de maquillaje.

5. SELECCIÓN DE ESQUEMAS PARA CONECTAR SISTEMAS DE CALEFACCIÓN DEL CLIENTE A LA RED DE CALEFACCIÓN

El gráfico piezométrico le permite seleccionar un esquema para conectar las instalaciones de los suscriptores a la red de calefacción, teniendo en cuenta la caída de presión disponible y las restricciones sobre el exceso de presión en las tuberías.

En la figura. 10 muestra diagramas para conectar sistemas de calefacción de abonados a la red de calefacción. Los esquemas (a), (b) y (c) representan conexiones dependientes. El esquema (a) se utiliza cuando hay un punto de calefacción central o grupal, donde se prepara el refrigerante con los parámetros requeridos y solo es necesario ajustar la presión antes del sistema de calefacción. Fig.10b - esquema de ascensor La conexión se utiliza siempre que la presión en la línea de retorno no exceda la permitida para los sistemas de calefacción locales y la presión disponible en la entrada sea suficiente para el funcionamiento del ascensor (15-18 m).

Si la presión en la línea de retorno no excede el nivel permitido y la presión disponible es insuficiente para el funcionamiento del ascensor, se utiliza un circuito dependiente con una bomba mezcladora (Fig. 10c).

Si la presión en la línea de retorno en modo estático o dinámico excede la presión permitida para sistemas de calefacción locales, aplique esquema independiente con instalación de un intercambiador de calor agua-agua (Fig. 10d).

Símbolos en el diagrama:

PC – pico de caldera; TP – calentador de cogeneración; CH – bomba de red; PN – bomba de maquillaje; РР – regulador de flujo; D – diafragma; B - salida de aire (válvula Maevsky); E – ascensor; N – bomba mezcladora; RT – controlador de temperatura; PARA – intercambiador de calor del sistema de calefacción; CN – bomba de circulación; RB – tanque de expansión.

En la figura. 11 muestra diagramas para conectar el sistema de suministro de agua caliente al sistema de suministro de calor.

Figura 11. Conexión de sistemas de suministro de agua caliente al sistema de calefacción.

6. SELECCIÓN DE BOMBAS

6.1. Selección de bombas de red.

Las bombas de red se instalan en la fuente de calor; su número debe ser al menos dos, de las cuales una es de reserva. Se supone que la productividad de todas las bombas en funcionamiento es igual al consumo total de agua de la red, teniendo en cuenta el factor de seguridad de productividad de la bomba (1,05-1,1).

La presión de las bombas de red se determina mediante un gráfico piezométrico y es igual, m:

H s.n. =H st +DH p +DH o +DH ab,

Dónde punto alto- pérdida de presión en la estación, m;

DH sustantivo, masculino—- pérdida de presión en la línea de suministro, m;

DH ab- presión disponible en el abonado, m ;

DH o- pérdida de presión en línea de retorno, m.

La selección de bombas se realiza para los períodos de calefacción y no calefacción. Si hay bombas de refuerzo en la red, la presión de las bombas de la red se reduce mediante la presión de las bombas de refuerzo.

6.2. Selección de bombas de refuerzo.

El rendimiento de las bombas de reposición está determinado por la cantidad de pérdidas de agua de la red en el sistema de calefacción. En sistemas cerrados, las pérdidas de agua de la red ascienden al 0,5% del volumen de agua de la red, m 3 /h:

Sol sub. =0,005×V+G agua caliente,

Dónde V=Q×(V s +V m)- volumen de agua en el sistema de calefacción, m3; q - energía térmica sistemas de suministro de calor, MW; Vs, V m- volúmenes específicos de agua de la red ubicados en redes externas con instalaciones de calefacción y en sistemas locales, m 3 / MW ( V s = 10¸20, V m=25).

Referencias

1. Aizenberg I.I., Baymachev E.E., Vygonets A.V. etc. Tutorial en diseño de diplomas para estudiantes de la especialidad 270109 - TV. – Irkutsk: Imprenta de Irkutsk, 2007, - 104 p.

El suministro de calefacción centralizada en nuestro país se basa en la aplicación del método regulación central de calidad liberación de calor.

Como resultado de investigaciones específicamente dirigidas a estudiar régimen de temperatura En el interior, en función de la temperatura del aire exterior y los flujos de calor, se obtuvieron las siguientes dependencias calculadas para determinar la temperatura del agua de la red con regulación central de calidad:

Temperatura del agua en la línea de suministro de la red de calefacción.

(5.5)

Temperatura del agua en la línea de retorno de la red de calefacción.

(5.6)

Temperatura del agua en la tubería de suministro del sistema de calefacción del edificio (después del dispositivo mezclador)

(5.7)

En la práctica, para calcular los sistemas de suministro de calor utilizando las ecuaciones (5.5) (5.7), se construyen gráficos de temperatura del funcionamiento de las redes de calefacción (Fig. 5.2 5.4).

Con predominio de consumidores con sistemas de suministro de calor. carga de calefacción(con el consumo de calor promedio total por hora para el suministro de agua caliente inferior al 15% del consumo de calor total calculado para calefacción, es decir ) en sistemas calefacción urbana aplica Control de calidad central basado en la carga de calefacción.(Figura 5.2).

Arroz. 5.2. Gráficos de temperatura ( A) y caudales relativos de agua de la red ( b) con control de calidad central basado en la carga de calefacción

1, 2, 3, - temperatura del agua de la red, respectivamente: en la tubería de suministro, en la tubería de retorno y después del dispositivo mezclador

Con una regulación de alta calidad, a medida que cambia la temperatura del aire exterior, la temperatura del agua en la tubería de suministro de la red también cambia (curva 1) de acuerdo con las necesidades de calor de los sistemas de calefacción en flujo constante agua en la tubería de suministro. La temperatura del agua detrás del ascensor después de mezclar el agua de retorno (curva 3) cambia automáticamente de acuerdo con el coeficiente de mezcla aceptado del ascensor. La temperatura del agua que sale del sistema de calefacción (curva 2) se mantiene automáticamente debido a la diferencia de temperatura del agua en el sistema de calefacción (un aumento de esta temperatura indica un mal rendimiento y desalineación de los sistemas de calefacción).

Arroz. 5.3. Gráficos de temperatura ( A) y consumo de agua de la red ( b) con regulación central de alta calidad de la carga combinada de calefacción y suministro de agua caliente (calefacción y horario doméstico)

La temperatura del agua de la red, respectivamente: en la tubería de suministro, en la tubería de retorno y después del dispositivo mezclador. 1, 2 – respectivamente, el consumo de agua de la red para calefacción y suministro de agua caliente.

Si los suscriptores tienen suministro de agua caliente Es necesario ajustar el programa de calefacción normal de la temperatura del agua en la red de calefacción. Según SNiP 41-02-2003, en los sistemas cerrados de suministro de calor, la temperatura mínima del agua en los puntos de agua de los sistemas locales de suministro de agua caliente debe ser de 50°C. Teniendo en cuenta el enfriamiento del agua en el camino desde el calentador hasta el punto de agua más distante, la temperatura del agua del grifo a la salida del calentador aumenta a aproximadamente 60°C, y la temperatura del agua de la red de calefacción es Se considera que no es inferior a 70 °C. Con un programa de calefacción normal, la temperatura del agua de la red al final (o al comienzo) del período de calefacción (a las ) resulta ser significativamente más baja. En este sentido, tan pronto como la temperatura del agua en la tubería de suministro de la red desciende (debido a un aumento de la temperatura exterior) al valor mínimo requerido para el suministro de agua caliente, no se permite que disminuya más y se deja constante, igual a . El gráfico resultante de las temperaturas del agua de la red suministrada, que tiene punto de ruptura a temperatura exterior se llama calefacción y horario del hogar temperaturas (Fig. 5.3, A).

La peculiaridad de este gráfico es que en el rango de bajas temperaturas exteriores en (modo II), el gráfico de temperatura corresponde al gráfico de regulación cualitativa de la carga de calefacción (curvas) manteniendo un flujo constante de agua de la red a través del sistema de calefacción. igual a (línea 1 en la Fig. 5.3, b) .

Cuando la temperatura del aire exterior aumenta, es necesaria una regulación cuantitativa local (modo I) con una disminución del consumo de agua de la red para calefacción. En este caso, las temperaturas y se mantendrán constantes. Para ello es necesario regulador automático Trabajos de calefacción en la ITP del edificio. Consideremos ahora el modo de regulación del funcionamiento del intercambiador de calor del sistema de suministro de agua caliente. En el rango de bajas temperaturas exteriores ( II modo) la temperatura del agua de la red en la línea de suministro es superior al mínimo requerido para el funcionamiento del sistema de suministro de agua caliente, por lo tanto, el flujo de agua de la red al intercambiador de calor (curva 2 en la Fig. 5.3. b) debería disminuir. Para hacer esto, necesitará un regulador de temperatura para el agua calentada en la salida del intercambiador de calor.

Cuando la temperatura del aire exterior aumenta (modo), el caudal de agua de la red en el intercambiador de calor del suministro de agua caliente debe ser máximo, igual a .

Es en este modo, el más desfavorable, que se calcula el consumo de agua de la red y la superficie de calentamiento de los intercambiadores de calor del sistema de suministro de agua caliente.

Con regulación central de calidad para la carga total de calefacción y suministro de agua caliente reduce los costes estimados del agua de la red para la entrada del abonado, lo que conduce a una reducción en el costo de las redes de calefacción y una reducción en el costo del bombeo de refrigerante.

Arroz. 5.4. Gráfico de aumento de temperatura en la red de calefacción.

La temperatura del agua de la red en la tubería de suministro, respectivamente: con un horario de calefacción y un horario aumentado; lo mismo en la tubería de retorno con horario de calefacción y horario aumentado; lo mismo, después del dispositivo de mezcla.

En los sistemas cerrados de suministro de calor, si la mayoría (al menos el 75%) de los consumidores tienen instalaciones de suministro de agua caliente, que generalmente funcionan según un esquema de dos etapas, el suministro de calor se regula de acuerdo con horario de temperatura “elevada”(Figura 5.4).

Este horario se aplica cuando y se construye sobre la base del programa de calefacción (curvas y).III modo, cuando. En I modo, el agua se extrae sólo de la tubería de retorno, cuando II modo - juntos desde las tuberías de suministro y retorno, con III modo: solo desde la tubería de suministro.

El punto de ruptura de este gráfico está determinado por la temperatura del agua de la red según el programa de calefacción. La temperatura calculada del agua de la red según el horario “ajustado” es .

Para funcionamiento normal procesos tecnológicos Para una estancia confortable de una persona en el local, se deben garantizar las condiciones de acuerdo con las normas tecnológicas y sanitario-higiénicas. El confort en las instalaciones está garantizado. sistemas de ingenieria calefacción, ventilación y aire acondicionado, suministro de calor, que es proporcionado por sistemas de calefacción centralizados de agua.

El equilibrio térmico del local debe mantenerse durante todo el temporada de calefacción y los consumidores deben recibir la cantidad de calor necesaria, independientemente del método de control que se utilice en la fuente de calor, de cómo estén diseñadas las redes de calefacción y de cuál sea la protección térmica del edificio. En las ciudades y localidades residenciales de Rusia, los principales consumidores de energía térmica procedente de sistemas de calefacción centralizados son los sistemas de calefacción residenciales, administrativos y edificios publicos. Las instalaciones industriales también consumen energía termal para calefacción desde sistemas centralizados.

La mayoría de los grandes sistemas de calentamiento de agua se diseñaron y construyeron entre 1950 y 1970. En los sistemas de suministro de calor de zonas residenciales de ciudades, por ejemplo, la ciudad de Lipetsk, etc., en los sistemas de suministro de calor de empresas, por ejemplo, NLMK OJSC, Svobodny Sokol OJSC, la regulación del suministro de calor es predominantemente central y cualitativa. en términos de carga de calefacción. El cronograma de cálculo de la temperatura del agua de la red es 150/70 °C, los sistemas de calefacción de los edificios se conectan a las redes de calefacción mediante un esquema dependiente hidráulicamente.

establecido en últimos años Las condiciones de funcionamiento de los sistemas de suministro de calor difieren significativamente de las de diseño. La construcción de nuevos edificios y la reconstrucción de los existentes, tanto civiles como industriales, en la mayoría de los casos se realiza sin una reconstrucción significativa de los existentes. redes de servicios públicos soporte vital.

Las instalaciones que se están reconstruyendo y las de nueva construcción se están equipando intensamente con unidades de calefacción automatizadas. Equipar edificios y estructuras con puntos de regulación del suministro de calor no excluye la regulación central de la calidad, sino que solo la complementa con la regulación de los abonados. La regulación de suscriptores, por regla general, prevé un cambio cuantitativo o cuantitativo-cualitativo en el consumo de energía térmica. Como resultado de la puesta en funcionamiento de dichos objetos, durante el período de temperaturas externas desde la temperatura del comienzo de la temporada de calefacción hasta la temperatura del punto de ruptura del gráfico de temperatura, se produce un cambio notable en el flujo de agua de la red en el agua. Redes de calefacción. Cuanto mayor sea la proporción de instalaciones con entradas automatizadas de abonados, más significativo será el cambio en los caudales de refrigerante en la red. Las fluctuaciones en el flujo de agua provocan un desajuste hidráulico de la red de calentamiento de agua.

El equilibrio térmico del local debe mantenerse durante toda la temporada de calefacción y los consumidores deben recibir la cantidad de calor necesaria, independientemente del método de control.

Simultáneamente con los edificios recién puestos en servicio, los sistemas de suministro de calor existentes suministran energía térmica a muchos edificios y estructuras en los que no existe absolutamente ninguna regulación adicional del suministro de calor por parte de los suscriptores. El suministro de energía a los sistemas de calefacción durante el período de temperaturas exteriores por encima del punto de ruptura del gráfico se realiza mediante un refrigerante con una temperatura que supera los valores requeridos.

La presencia de tal conglomerado de objetos conectados a un único sistema centralizado de calentamiento de agua no permite la implementación centralizada de una regulación rentable y energéticamente eficiente del suministro de calor para la carga de calefacción de los edificios y conduce a un consumo excesivo de energía térmica.

En los últimos años, las empresas que generan energía térmica con el pretexto de ahorrar combustible, reducir pérdidas en las redes o por otros motivos han recurrido a reducir temperatura de diseño agua de la red. La temperatura se reduce de 150 °C a 140, 130 °C y menos, tanto durante los períodos de enfriamiento brusco como durante la temporada de calefacción, es decir, se reduce el programa de temperatura o se cambia a un programa de temperatura más bajo. Por ejemplo, una empresa como OJSC Novolipetsk Metallurgical Plant (OJSC NLMK) recibe energía térmica de su propia central térmica y de la central térmica Territorial Generating Company No. 4 (TGK-4) y opera según un programa de temperatura de 105/ 70 ºC, 130/ 70 ºC. La planta metalúrgica de Lipetsk, Svobodny Sokol, recibe calor de su propia central térmica y de la sala de calderas de Lipetsk City Energy Company (LGEK) (115/70 °C), la planta Tsentrolit recibe calor de una sala de calderas industrial (115/70 °C DO). El uso del “corte” se ha vuelto más frecuente en los últimos dos o tres años y está asociado con la introducción masiva de tuberías de polímeros en los sistemas de calefacción de los edificios durante su reconstrucción, así como en las nuevas construcciones. Como resultado de "cortar" y cambiar a un programa de temperatura más bajo, la presión de temperatura del refrigerante disminuye, lo que conduce a un "abastecimiento insuficiente". cantidad requerida calor en sistemas de calefacción de edificios y estructuras diseñadas para más altas temperaturas refrigerante.

Los proveedores de energía térmica están tratando de compensar la "suministro insuficiente" de calor debido a una disminución de la presión de temperatura aumentando el caudal de refrigerante, incluidos grupos de bombeo adicionales. El "corte" de temperatura aplicado a una temperatura del aire exterior particular va acompañado de un aumento único en el flujo de agua de la red para todo el rango de temperaturas exteriores desde la temperatura de corte hasta la temperatura de diseño para calefacción.

El consumo excesivo de agua en las redes en tales casos alcanza el 40-50% del caudal de diseño. Sin embargo, aumentar el caudal no siempre compensa el déficit de calor. El aumento del consumo de agua de la red altera el funcionamiento hidráulico estable del sistema y provoca un desajuste de la red de calefacción. La calidad del calor suministrado en tales casos difiere significativamente del estándar. Cortar el programa de temperatura reduce el período de tiempo durante la temporada de calefacción en el que se lleva a cabo un control de calidad centralizado.

Así, dado que la temporada de calefacción dura aproximadamente 6 meses al año, la regulación central de calidad se lleva a cabo durante 2 a 4 meses, y 2 a 4 meses durante la temporada de calefacción quedan fuera de cualquier regulación.

Se llevó a cabo para condiciones climáticas la ciudad de Lipetsk utilizando ejemplos de “reducción” del gráfico de temperatura de 150/70 °C a 130, 115 y 95 °C.

Sólo para el 51,4% de la cantidad de calor suministrada durante todo el período de calefacción se aplica un control central de calidad de la carga de calefacción. El 27,6% de la cantidad de calor suministrada está sujeto a regulación del abonado, o su ausencia, y el 21% está sujeto a la ausencia de regulación como consecuencia del “corte”.

Para condiciones de “corte” de 150/70 °C a 130 °C, el 68,9 % del calor liberado durante la temporada de calefacción está sujeto a un control de calidad central. Para el “corte” de 150 °C a 115 °C - 60,3% y para las condiciones de “corte” a 95 °C - 35,8% de la energía térmica suministrada.

Por lo tanto, dado que la temporada de calefacción dura aproximadamente seis meses al año, la regulación central de calidad se lleva a cabo durante dos a cuatro meses, y dos a cuatro meses durante la temporada de calefacción quedan fuera de cualquier regulación. El continuo "recorte" del gráfico de temperatura, seguido de un aumento en el consumo de agua de la red y una regulación adicional de los suscriptores entre los consumidores, altera el régimen hidráulico estable de las redes de calefacción y conduce a su mala regulación.

Para proporcionar la cantidad necesaria de energía térmica a edificios y estructuras a las temperaturas actuales del aire exterior durante toda la temporada de calefacción, se propone un método de suministro de calor a los consumidores con un suministro máximo periódico de calor. La energía térmica se suministra a los consumidores a través de varias tuberías de calefacción equipadas con válvulas de cierre.

Se sabe que el uso de la capacidad de almacenamiento de calor de los edificios permite regular el suministro de calor para calefacción no según la temperatura actual del aire exterior, sino según promedio temperatura exterior durante un período determinado, con el correspondiente cambio horario.

La organización del suministro de calor se basa en el régimen hidráulico invariable de la red de calentamiento de agua y en la capacidad de los edificios y estructuras para acumular energía térmica.

En la fuente de calor hay: una unidad de tratamiento térmico, un colector de agua enfriada donde se mezcla el refrigerante procedente de las tuberías de retorno de las líneas individuales, un colector de agua caliente y válvulas de cierre.

El método propuesto para suministrar calor a los consumidores con un suministro máximo periódico de calor es el siguiente. Bomba de red Garantiza condiciones hidráulicas estables en todo el sistema. Un refrigerante con un potencial de temperatura aumentado pasa de una unidad de tratamiento térmico (HPU) a una de las redes principales separadas durante un determinado (primer) período de tiempo calculado. El caudal y la temperatura del refrigerante se mantienen constantes, y el caudal de agua de la red se envía al resto de la red, sin pasar por la planta de tratamiento térmico a través de una tubería de derivación. El refrigerante ingresa a otras líneas y tiene la temperatura de la mezcla formada en el colector de agua enfriada (CW). Con el tiempo (el primer período de cálculo), la temperatura de la mezcla disminuirá, por lo tanto, la temperatura del aire interno en las habitaciones con calefacción disminuirá. Señal para cambiar válvulas de cierre sirve como temperatura del aire interno de los consumidores, y en el próximo período de facturación, refrigerante de una fuente con temperatura elevada etc.

Hay un aumento y una disminución periódicos en las temperaturas del refrigerante en el suministro y tuberías de retorno cada una de las carreteras. El sistema, aprovechando la capacidad de los edificios y estructuras para acumular y liberar energía térmica durante un cierto período de tiempo, suministra periódicamente a los consumidores una cantidad de calor ligeramente mayor.

Así, se produce un aumento y disminución periódica de la temperatura del refrigerante en las tuberías de suministro y retorno de cada una de las redes. El sistema, aprovechando la capacidad de los edificios y estructuras para acumular y liberar energía térmica durante un cierto período de tiempo, suministra periódicamente a los consumidores una cantidad de calor ligeramente mayor. En el método propuesto de suministro de calor, se produce un aumento y una disminución periódicos en la temperatura del refrigerante cuando el calor se suministra a través de tuberías de calefacción separadas a las áreas de suministro de calor (HR) bajo un régimen hidrodinámico estable del sistema.

El método propuesto de suministro de calor a los consumidores con suministro máximo periódico de calor a sistemas centralizados El suministro de calor creará un régimen hidráulico estable en las redes de agua y garantizará la regulación del suministro de calor durante toda la temporada de calefacción.

1. Sokolov E.Ya. Calefacción urbana y redes de calefacción. - M.: Editorial MPEI, 2001.

2. Sterligov V.A., Manukovskaya T.G., Loginov V.V., Ermakov O.N., Kramchenkov E.M. Método de suministro de energía térmica a consumidores en sistemas centralizados. Patente de imagen KI n.º 2334173 S1, R24B 3/02 (2006.01).

Control de carga en sistemas de suministro de calor.

Los sistemas de suministro de calor son un complejo interconectado de consumidores de calor que se diferencian tanto en la naturaleza como en la cantidad del consumo de calor. Los modos de consumo de calor de numerosos suscriptores no son los mismos. La carga térmica de las instalaciones de calefacción varía en función de la temperatura del aire exterior, manteniéndose casi estable a lo largo del día. El consumo de calor para el suministro de agua caliente y para una serie de procesos tecnológicos no depende de la temperatura del aire exterior, sino que varía tanto según la hora del día como según el día de la semana.

En estas condiciones, es necesario cambiar artificialmente los parámetros y el consumo de refrigerante de acuerdo con las necesidades reales de los suscriptores. La regulación mejora la calidad del suministro de calor y reduce el consumo excesivo de energía térmica y combustible.

Dependiendo del lugar de implementación de la regulación, se distinguen la regulación central, grupal, local e individual.

Regulación central realizado en una central térmica o en una sala de calderas bajo la carga predominante, que es típica de la mayoría de los suscriptores. En las redes de calefacción urbana, esta carga puede ser calefacción o una carga combinada de calefacción y suministro de agua caliente. En varias empresas tecnológicas, el consumo de calor de proceso es predominante.

Regulación de grupo producido en puntos de calefacción central (CHS) para un grupo de consumidores homogéneos. La estación de calefacción central mantiene el caudal y la temperatura requeridos del refrigerante que ingresa a las redes de distribución o dentro del bloque.

Regulación local se proporciona en la entrada del suscriptor para un ajuste adicional de los parámetros del refrigerante teniendo en cuenta factores locales.

Regulación individual llevado a cabo directamente en dispositivos que consumen calor, por ejemplo, en dispositivos de calefacción sistemas de calefacción, y complementa otros tipos de regulación.

La carga térmica de numerosos suscriptores de sistemas modernos de suministro de calor es heterogénea no solo en términos de la naturaleza del consumo de calor, sino también en términos de los parámetros del refrigerante. Por lo tanto, la regulación central del suministro de calor se complementa con una regulación grupal, local e individual, es decir, se lleva a cabo una regulación combinada. Conjunto

La regulación, que consta de varias etapas que se complementan entre sí, crea la correspondencia más completa entre el suministro de calor y el consumo real de calor.

Según el método de implementación, la regulación puede ser automática o manual.

La esencia de los métodos de control se desprende de la ecuación. balance de calor

Dónde q- la cantidad de calor que recibe el dispositivo del refrigerante y que se entrega al medio calentado, kW/h; Gc . V- flujo de refrigerante - red

aullido de agua, kg/h; Con- capacidad calorífica del refrigerante, kJ/kg°C; 1, 2 - temperatura del refrigerante a la entrada y salida del intercambiador de calor, °C.

La regulación de la carga térmica es posible mediante varios métodos: cambiando la temperatura del refrigerante, un método cualitativo; cambiar el flujo de refrigerante - método cuantitativo; apagado periódico de sistemas - regulación intermitente; cambiar la superficie de calentamiento del intercambiador de calor. La complejidad de implementar este último método limita la posibilidad de su uso generalizado.

Cualitativo La regulación se lleva a cabo cambiando la temperatura con un flujo constante de refrigerante. método cualitativo es el tipo más común de regulación central de redes de calentamiento de agua.

Cuantitativo El suministro de calor se regula cambiando el caudal de refrigerante a una temperatura constante en la tubería de suministro.

Cualitativo-cuantitativo La regulación se realiza cambiando conjuntamente la temperatura y el flujo de refrigerante.

Intermitente La regulación se logra apagando periódicamente los sistemas, es decir, omitiendo el suministro de refrigerante, razón por la cual este método se llama regulación por omisión.

Los huecos centrales solo son posibles en redes de calefacción con un consumo de calor uniforme, lo que permite interrupciones simultáneas en el suministro de calor. En los sistemas modernos de suministro de calor con cargas térmicas heterogéneas, el control por pasadas se utiliza para el control local.

En los sistemas de suministro de calor a vapor, una regulación de alta calidad no es aceptable debido a que cambiar las temperaturas en el rango requerido requiere gran cambio presión. La regulación central de los sistemas de vapor se realiza principalmente mediante método cuantitativo o por pases. Sin embargo, las paradas periódicas provocan un calentamiento desigual. dispositivos individuales y llenar el sistema con aire. La regulación cuantitativa local o individual es más eficaz.

Sistemas modernos Los suministros de calor se caracterizan por la presencia de consumidores heterogéneos, que se diferencian tanto en el tipo de consumo de calor como en los parámetros del refrigerante. Junto con instalaciones de calefacción Se gasta una cantidad significativa de calor en el suministro de agua caliente y aumenta la carga de ventilación. Con el suministro simultáneo de calor a través de redes de calefacción de dos tubos para consumidores heterogéneos, la regulación central, realizada según la carga predominante, debe complementarse con una regulación local y de grupo.

La temperatura del agua de la red en la tubería de suministro de sistemas cerrados no debe ser inferior a 70 °C, ya que con más de bajas temperaturas Será imposible calentar el agua del grifo en el intercambiador de calor a 60-65 °C.

Como resultado de esta limitación, el gráfico de temperatura parece una línea discontinua con un punto de ruptura en un mínimo temperatura permitida agua (Figura 6.7). EN sistemas abiertos la temperatura del agua de suministro no es

debe superar los 60 °C ( τ 1 = t g 60 ºC). Se indica la temperatura del aire exterior correspondiente al punto de “ruptura” o “corte” del gráfico. tn .

A temperaturas exteriores más altas tn regulación central

La carga estacional para evitar el sobrecalentamiento de las instalaciones se complementa con la normativa local.

Dependiendo de la relación entre el suministro de agua caliente y las cargas de calefacción, la regulación central de la carga heterogénea se realiza según la carga de calefacción o según la carga combinada de calefacción y suministro de agua caliente.

El control de calidad central de la carga de calefacción se adopta en los sistemas de suministro de calor con una carga de suministro de agua caliente promedio por hora que no excede el 15% del consumo de calor calculado para calefacción.

Arroz. 6.7. Tabla de temperaturas para control de carga de calefacción combinada: 1, 2. oh- temperatura del agua de la red en

tuberías de suministro y retorno de la red de calefacción; 1, 2. oh y 1, 2. oh- temperatura del agua de la red en las tuberías de suministro y retorno de la red de calefacción en tn ro y en tn respectivamente

	ro
tn	tn

El punto de ruptura del gráfico de temperatura divide el período de calentamiento en dos rangos (Fig. 6.7): 1 - en el rango de temperaturas externas 2 - en el rango de temperaturas. El límite entre los rangos se ubica gráficamente en el punto de intersección de la curva con linea horizontal, correspondiente t= 70 ºC.

Gráfico de temperatura que se muestra en la Fig. 6.7, se denomina calefacción y menaje.

Preguntas para el autocontrol

1. Explique la estructura de los sistemas de suministro de calor por agua y vapor, sus pros y sus contras.

2. ¿Qué esquemas existen para conectar abonados a sistemas de calentamiento de agua? Dibujarlos y explicar cómo funcionan.

3. ¿Cuáles existen? cargas térmicas?

4. ¿Cómo se pueden regular las cargas en los sistemas de suministro de calor?