На объекте учета (анализируется система теплоснабжения).

В нормативном документе "РД 153-34.0-20.523-98 Методические указания по составлению режимных характеристик систем теплоснабжения и гидравлической характеристики тепловой сети (Часть 1). - М:, ОРГРЭС, 1999" приводится следующее объяснение понятий зоны "излома" и точки "излома" :

"Возникновение зоны "излома" и точки "излома" на графике температур сетевой воды обусловлено тем обстоятельством, что как правило, к тепловым сетям систем теплоснабжения присоединены потребители с разнохарактерной тепловой нагрузкой (например: отопление и горячее водоснабжение и т.д.). И графики температур сетевой воды, которые рассчитываются и строятся для преобладающего вида теплопотребления (чаще всего для отопления) должны учитывать требования к регулированию и других видов тепловых нагрузок. Применительно к тепловой нагрузке на горячее водоснабжение - это требование к поддержанию температуры горячей воды, поступающей к водоразборным приборам зданий, на заданном уровне (не ниже 50 и не выше 75 градусов Цельсия). Для того чтобы обеспечить заданный уровень нагрева горячей воды, температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети должна быть: не ниже 70 градусов Цельсия - для закрытых систем теплоснабжения; не ниже 60 градусов Цельсия - для открытых систем теплоснабжения.

И поэтому, как только температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети достигает значений 70 или 60 градусов Цельсия, резко изменяется конфигурация температурного графика (графика температур сетевой воды). Температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети поддерживается постоянной и, тем самым, на температурном графике возникает зона "излома" (диапазон спрямления). Температура наружного воздуха, при которой температура сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети становится постоянной называется точкой "излома" (точкой спрямления) температурного графика."

Расчет температур выполняется согласно справочника "Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей", В.И. Манюк, Москва, Стройиздат 1988 г. (страница 155).

Обозначения в расчетных формулах:

T1 - расчетная температура в подающей магистрали при качественном регулировании отпуска теплоты,

T2 - расчетная температура в отводящей магистрали при качественном регулировании отпуска теплоты,

T3 - температура перед системой отопления,

Uр - коэффициент смешения элеватора,

95 - температура теплоносителя на входе в систему теплоснабжения (после элеватора),

Tнв_минимальная - минимальная расчетная температура наружного воздуха согласно СНиП 23-01-99

Tв - температура внутри помещения берется в зависимости от Tнв_минимальная. Если Tнв_минимальная >= -30, то Tв = 18, в противном случае Tв = 20,

T1_макимальная - максимальная температура теплоносителя в подающей магистрали,

T2_минимальная - минимальная температура теплоносителя в отводящей магистрали.

Расчетные формулы:

q = (Tв - Tнв) / (Tв - Tнв_минимальная),

Uр = (T1_макимальная - 95) / (95 - T2_минимальная),

T3 = Tв + 0.5 * (95 - T2_минимальная) * q + 0.5 * (95 + T2_минимальная - 2 * Tв) * q^0.8,

T2 = T3 - (95 - T2_минимальная) * q,

T1 = (1 + Uр) * T3 - Uр * T2.

При расчете температурного графика с изломом,

если T1 < T1_в_нижней_точке_излома, то:

T2 = T1_в_нижней_точке_излома - (T1 - T2) * (T1_в_нижней_точке_излома - Tнв) / (T1 - Tнв),

T1 = T1_в_нижней_точке_излома,

если T1 > T1_в_верхней_точке_излома, то:

T2 = T1_в_верхней_точке_излома - (T1 - T2) * (T1_в_верхней_точке_излома - Tнв) / (T1 - Tнв),

T1 = T1_в_верхней_точке_излома.

Пользователь может выбирать способ анализа соблюдения температурного графика из трех вариантов:

Анализ по температуре наружного воздуха измеряемой прибором,

Анализ по температуре наружного воздуха из ,

Анализ по фактической измеренной температуре в подающей магистрали.

Различие этих методов заключается в определении температур T1 и Т2.

В первом и втором случаях обе эти температуры рассчитываются по приведенным выше формулам, в которых температура наружного воздуха берется из измеренных данных по точке учета или из справочника среднесуточных температур . Сравнивая фактические (T_in и T_out) и рассчитанные (T1 и T2) температуры, определяется недогрев в подающей магистрали и перегрев в отводящей.

Во третьем случае температура T1 не рассчитывается, а берется равной фактической измеренной температуре (T_in) в подающей магистрали. По температуре T1 в таблице предварительно рассчитанного температурного графика ищется температура T2. Сравнивая фактическую температуру (T_out) в подающей магистрали с найденной температурой T2, определяется перегрев в отводящей магистрали. Недогрев в подающей не рассчитывается, т.к. T1 берется равной T_in.

Недогрев в подающей магистрали фиксируется, если 100 * (T_in / T1 - 1) < -3.

Перегрев в отводящей магистрали фиксируется, если 100 * (T_out / T1 - 1) > 5.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет (Воронежский ГАСУ)

Кафедра теплогазоснабжения и нефтегазового дела

Расчет температуры наружного воздуха в точке излома температурного графика

К.т.н. Д.Н. Китаев, доцент

Температура наружного воздуха, соответствующая точке излома t. и., является характерной температурой, т.к. определяет время изменения центрального качественного регулирования на местное количественное. Это значение важно знать на стадии проектирования, реконструкции тепловой сети, что позволит проследить изменения в сети, принять решение о переходе на другой температурный график или вид регулирования, а также оценить возможный перерасход тепловой энергии.

При качественном режиме регулирования тепловой сети и отопительном графике температуру теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети ф 1 , О С при произвольной температуре наружного воздуха определяют по формуле

где t в - расчетная температура воздуха в помещениях, О С; t н - произвольная температура наружного воздуха, О С; t н. о - расчетная температура для проектирования отопления, О С; т 1 о - температура воды в подающей магистрали сети при t н. о, О С; ф р о - средняя температура воды в отопительном приборе, О С, определяемая по формуле:

ф р о =1/2 (ф см. о + ф 2о):

ф см. о, ф 2о - температура воды в абонентской установке и в обратной магистрали системы теплоснабжения при расчетных параметрах системы отопления, О С; n - эмпирический показатель, зависящий от типа отопительного прибора и схемы его подключения.

Для получения значения t н. и. поступают следующим образом. Задаваясь температурами наружного воздуха t н в интервале предполагаемой работы сети (от 8 (10) О С до t н. о) получают по формуле (1) искомые значения и строят график температур в подающей магистрали.

В случае двухтрубной сети (преобладающий тип для России) необходимо построить точку излома температурного графика, находящуюся на пересечении кривой T 1 =f(t н), и температуры, необходимой для обеспечения нагрузки горячего водоснабжения t и с учетом требования нормативов . Обычно такая температура составляет 70 О С . Определять значение t н.и. . рекомендуется графически , что предполагает проведение однотипных расчетов по формуле (1), наложение результатов на координатную сетку и определение t н.и. ... Такой подход требует времени и полученное значение может иметь значительную погрешность.

Подставим в уравнение (1) следующие данные (г. Воронеж): t в.=18 0 С, t н. о =-26 0 С , ф см. о =90 О С , ф 1о =95 О С, ф 2о =10 О С, задавшись значением температуры воды в точке излома t и. =70 О С, показатель n примем 0,3. После преобразования получим выражение:

Выражение (2) представляет собой алгебраическое иррациональное уравнение. Искомое значение лежит на интервале -26?. t н.и.?8. Корень уравнения находился численно с точностью до 0,001 методом хорд с предварительным аналитическим отделением корня. Искомое значение составляет t н. и.=-9,136 О С.

Согласно данным климатологии для территории России расчетная температура для проектирования отопления лежит в интервале от -3 до -60 О С.

Для указанного интервала проектных температур были найдены решения уравнения (1), определяющие значения t н. и. при различных t н.о. . Вычисления были проведены для температурных графиков 95/70, в диапазонах температур -3?. t н.о. ?.30 и -31?. t н.о. ?.60, т.к. проектная температура t в в первом интервале составляет 18 О С, а во втором 20 О С. На рис. 1 представлены полученные графики зависимости t н.и от t н.о. .

Из рис. 1 видно, что характер зависимости t н.и =f(t н.о.) линейный. Аппроксимация приводит к следующим уравнениям:

Полученные уравнения позволяют для любого города России при использовании температурного графика 95/70 найти наружную температуру воздуха, соответствующую температуре точки излома при известной t н.о.

Следуя вышеописанному алгоритму, были найдены линейные уравнения зависимости для всех используемых в системах теплоснабжения температурных графиков. Следует отметить, что абсолютная погрешность полученных уравнений не превышает 0,1%. Результаты расчетов представлены в таблице 1 в виде коэффициентов уравнения прямой линии вида

t н.и = a* t н.о. +b.

Представленные в табл. 1 зависимости позволяют найти температуры наружного воздуха в точке излома в зависимости от расчетной для проектирования отопления.

За последние несколько лет во многих городах России наблюдается тенденция перехода на пониженные температурные графики. Например в Городском округе Воронеж с 2012 г практически все источники теплоснабжения (включая ТЭЦ) перешли на утвержденный температурный график 95/70 или 95/65. Интерес представляет влияние изменения температурного графика тепловой сети на продолжительность возможного перетопа потребителя. Известно, что общей тенденцией является увеличение температуры излома при увеличении температурного графика.

Ввиду наличия температурного излома графика качественного регулирования, при наружных температурах больших, чем t н. и, и отсутствии местного регулирования (часто встречается в регионах России) будет наблюдаться перетоп зданий . Чем ниже значение t н. и, тем больше продолжительность возможного перетопа. Из графика, представленного на рис. 2, построенного для г. Воронежа, видно, что значения уменьшаются с уменьшением температурного графика, следовательно, продолжительность перетопа увеличивается.

Например для Воронежа, используя уравнения табл., получим следующие данные: при графике 150/70 t ни =2,7 О С, при графике 130/70 t ни =-0,2 О С, при 110/70 t ни.=-4,3 0 С, при 95/70 t н. и =-9,1 О С. Для рассматриваемой территории средние температуры наружного воздуха для декабря, января и февраля составляют -6,2, -9,8, -9,6 О С соответственно, что означает при использовании графика 95/70 и существующих неавтоматизированных ИТП перетопы в течение большей части отопительного периода. Рассмотренный пример позволяет еще раз убедиться в необходимости реконструкции ИТП многоквартирных домов, особенно в условиях перехода источниками теплоснабжения на пониженные температурные графики.

Выводы

температура воздух отопительный нагрузка

Получены уравнения зависимости температуры наружного воздуха в точке излома отопительного температурного графика от расчетной температуры проектирования отопления для существующих температурных графиков регулирования тепловой нагрузки тепловых сетей. Уравнения носят удобный для использования линейный характер с точностью, не превышающей 0,1%, позволяющие определить температуру начала местного регулирования систем отопления. Они полезны при вариантном проектировании систем теплоснабжения, а также при реконструкции, т.к. помогают отследить изменения в параметрах регулирования местных систем. Полученные уравнения помогут оценить потенциал избыточного тепла, отпускаемого в сеть, и возможный перетоп потребителя.

Литература

1. Строй А.Ф., В.Л. Скальский. Расчет и проектирование тепловых сетей. - Киев: "Будивельник", 1981. - 144 с. СНиП 41-02-2003. Тепловые сети.

2. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок. 2003.

3. В.И. Манюк, Я.И. Каплинский, Э.Б. Хиж. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. М.: Стройиздат, 1988 г. - 432 с.

4. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология.

5. СаНПиН 2.1.2.1002 - 00. Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы.

Н.К. Громов, Е.П. Шубин. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию. М.: Энергоатомиз- дат. 1988. - 376 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Расчет отопительной нагрузки, тепловой нагрузки на горячее водоснабжение поселка. Определение расхода и температуры теплоносителя по видам теплопотребления в зависимости от температуры наружного воздуха. Гидравлический расчет двухтрубных тепловых сетей.

курсовая работа , добавлен 26.08.2013

Построение графика изменения сезонной нагрузки ТЭЦ от температуры наружного воздуха и по продолжительности. Тепловые и материальные балансы элементов схемы. Проверка предварительного расхода пара на турбину. Электрическая мощность турбогенератора.

курсовая работа , добавлен 27.11.2012

Расчет тепловой схемы котельной для максимально-зимнего режима. Определение числа и единичной мощности устанавливаемых котлоагрегатов. Поиск точки излома отопительного графика, характеризующего работу котельной при минимальной отопительной нагрузке.

курсовая работа , добавлен 06.06.2014

Проведение расчета теплопотерь через стенки шкафов. Рассмотрение схемы автоматического регулирования тепловыделения нагревательного устройства в зависимости от температуры наружного воздуха. Изучение условий обеспечения влажностного режима подогревателя.

курсовая работа , добавлен 01.05.2010

Выбор температуры уходящих газов и коэффициента избытка воздуха. Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания, а также энтальпии воздуха. Тепловой баланс теплового котла. Расчет теплообменов в топке, в газоходе парового котла. Тепловой расчет экономайзера.

курсовая работа , добавлен 21.10.2014

Характеристика тепловой нагрузки. Определение расчётной температуры воздуха, расходов теплоты. Гидравлический расчёт тепловой сети. Расчет тепловой изоляции. Расчет и выбор оборудования теплового пункта для одного из зданий. Экономия тепловой энергии.

курсовая работа , добавлен 01.02.2016

Понятие абсолютной, относительной влажности воздуха и влагоемкости. Давление водяного пара атмосферы при различных температурах. Краткая характеристика основных методов оценки влажности и температуры воздуха. Аспирационный и простой психрометры.

лабораторная работа , добавлен 19.11.2011

Определение линейного теплового потока методом последовательных приближений. Определение температуры стенки со стороны воды и температуры между слоями. График изменения температуры при теплопередаче. Число Рейнольдса и Нусельта для газов и воды.

контрольная работа , добавлен 18.03.2013

Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Расчет температурного графика. Расчет расходов сетевой воды. Гидравлический и тепловой расчет паропровода. Расчет тепловой схемы котельной. Выбор теплообменного оборудования.

дипломная работа , добавлен 04.10.2008

Законы распределения плотности тепловыделения. Расчет температурного поля и количества импульсов, излучаемых дуговым плазматроном, необходимого для достижения температуры плавления на поверхности неограниченного тела с учетом охлаждения материала.

Для построения графиков необходимо предварительно составить таблицу расходов теплоты на горячее водоснабжение по часам суток по форме 5. В части строк в графе 4 указаны проценты часового расхода теплоты за отдельные периоды суток, которых следует придерживаться. Остальные строки следует заполнить как промежуточные таким образом, чтобы выполнялось условие:

где Q - расход теплоты, %.

Величину часовой неравномерности К ч следует определять по формуле

(17)

где Q h hr , Q h T - максимальный и среднечасовой расходы теплоты на горячее водоснабжение, кВт.

После заполнения графы 4 следует проверить по формуле (16) правильность выбранных процентов Q. В графе 8 указывают последовательно суммируемые расходы теплоты графы 6. По данным графы 5 строят суточный график расхода теплоты на горячее водоснабжение в координатах Q, кВт - n, ч/суток; по данным графы 8 строят интегральный график расхода теплоты на горячее водоснабжение в координатах Q, кВт. ч - n, ч/суток.

Таблица 6. Расходы теплоты на горячее водоснабжение по часам суток.

Номер	Периоды часов суток с одинаковыми расходами	Кол-во часов Y	Расход теплоты Q			Нарастающий период
Номер	Периоды часов суток с одинаковыми расходами	Кол-во часов Y			за период кВт . час		кВт . час
				154 .5

График 1. Суточный график расхода теплоты на горячее водоснабжение.

График 2. Интегральный график расхода теплоты на горячее водоснабжение.

8. Подбор баков-аккумуляторов.

К установке примем 2 бака-аккумулятора каждый емкостью 12
.

9. Определение температуры t’o наружного воздуха, соответствующей точке излома графика температур.

Наружная температура t  о определяется из уравнения температуры воды после отопления  02 в точке излома графика:

(18)

где  01 - температура воды в подающей трубе в точке излома нормального отопительного графика, равная 70  С ;

 о - расчетный перепад температур воды в тепловой сети, при температурном графике 150-70  С ;  о = 150-70=80  С ;

Q  o - относительный расход теплоты на отопление в точке излома графика температур, равный

(19)

t i - расчетная температура внутреннего воздуха, для жилых зданий - 18  С ;

t  o - наружная температура, соответствующая точке излома;

t o - расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления.

В точке излома графика  02 =41,7С.

При качественном режиме регулирования тепловой сети и отопительном графике температуру теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети ф 1 , О С при произвольной температуре наружного воздуха определяют по формуле

где t в - расчетная температура воздуха в помещениях, О С; t н - произвольная температура наружного воздуха, О С; t н. о - расчетная температура для проектирования отопления, О С; т 1о - температура воды в подающей магистрали сети при t н. о, О С; ф р о - средняя температура воды в отопительном приборе, О С, определяемая по формуле:

ф р о =1/2 (ф см. о + ф 2о):

ф см. о, ф 2о - температура воды в абонентской установке и в обратной магистрали системы теплоснабжения при расчетных параметрах системы отопления, О С; n - эмпирический показатель, зависящий от типа отопительного прибора и схемы его подключения.

Для получения значения t н. и. поступают следующим образом. Задаваясь температурами наружного воздуха t н в интервале предполагаемой работы сети (от 8 (10) О С до t н. о) получают по формуле (1) искомые значения и строят график температур в подающей магистрали.

Подставим в уравнение (1) следующие данные (г. Воронеж): t в.=18 0 С, t н. о =-26 0 С , ф см. о =90 О С , ф 1о =95 О С, ф 2о =10 О С, задавшись значением температуры воды в точке излома t и. =70 О С, показатель n примем 0,3. После преобразования получим выражение:

Выражение (2) представляет собой алгебраическое иррациональное уравнение. Искомое значение лежит на интервале -26?. t н.и.?8. Корень уравнения находился численно с точностью до 0,001 методом хорд с предварительным аналитическим отделением корня. Искомое значение составляет t н. и.=-9,136 О С.

Согласно данным климатологии для территории России расчетная температура для проектирования отопления лежит в интервале от -3 до -60 О С.

Из рис. 1 видно, что характер зависимости t н.и =f(t н.о.) линейный. Аппроксимация приводит к следующим уравнениям:

Полученные уравнения позволяют для любого города России при использовании температурного графика 95/70 найти наружную температуру воздуха, соответствующую температуре точки излома при известной t н.о.

Следуя вышеописанному алгоритму, были найдены линейные уравнения зависимости для всех используемых в системах теплоснабжения температурных графиков. Следует отметить, что абсолютная погрешность полученных уравнений не превышает 0,1%. Результаты расчетов представлены в таблице 1 в виде коэффициентов уравнения прямой линии вида

t н.и = a* t н.о. +b.

Представленные в табл. 1 зависимости позволяют найти температуры наружного воздуха в точке излома в зависимости от расчетной для проектирования отопления.

Отпуск теплоты по отопительно-бытовому графику производится для потребителей, имеющих нагрузку на отопление, вентиляцию и ГВС. Необходимость в отпуске теплоты по отопительно-бытовому графику вызвана тем, что в закрытых водяных тепловых сетях температура воды в подающей линии должна быть не менее 70 - 75 0 С, а в открытых – не менее 60-65 0 С при любой температуре наружного воздуха.

Построением определяется температура наружного воздуха, при которой температура воды в подающей линии теплосети будет не ниже требуемой. Эта температура, t н.и. , называется температурой точки излома графика.

После построения графика определяются температуры воды после элеватора, t 3 , и в обратной линии тепловой сети – t 2 , необходимые для расчета и выбора подогревателей ГВС, отопления и выбора элеватора.

Для построения отопительно-бытового графика необходимо сначала построить отопительный график и затем произвести необходимые построения для получения отопительно-бытового графика.

Расчет отопительного графика производится в следующем порядке:

1. Определяется расчетный перепад температур сетевой воды, 0 C:

2. Определяется расчетный перепад температур сетевой воды для систем отопления, 0 С:

t 3 принимается равной 95 0 С. Для жилых зданий более 12-ти этажей – 105 0 С.

3. Определяется расчётная разность температур для отопительных приборов, 0 С:

; (4.3)

4. Определяется относительный расход теплоты на отопление:

где t н – текущая температура наружного воздуха, принимаемая для построения графика. За начальную температуру принимается температура наружного воздуха, t н = +8 0 С, принятая за начало отопительного периода, за конечную – температура наружного воздуха для проектирования систем отопления, t ор, для заданного региона. Для построения графика принимаются 3-4 промежуточных значений температур наружного воздуха.

5. Определяется температура сетевой воды в подающей линии тепловой сети при всех, принятых для построения графика, температурах наружного воздуха, t н:

6. Определяется температура сетевой воды в обратной линии теплосети для тех же температур:

7. Определяется температура сетевой воды на входе в систему отопления для тех же температур:

Расчет отопительного графика можно производить в электронных таблицах "Exel". Пример расчета приведен в Приложении 5.

После проведения расчета можно приступать к построению графика. Построение можно проводить с помощью мастера построения диаграмм.
Рисунок 4.1. Отопительно-бытовой график

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ДЛЯ ВЫБОРА И РАСЧЕТА ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

Для выбора необходимого типоразмера и числа секций водоподогревателей следует определить необходимую поверхность нагрева по расчетной теплопроизводительности подогревателя, равной расчетной нагрузке на отопление или ГВС, расходам и температурам греющего и нагреваемого теплоносителей.