Справочник строителя | Производство и потребление тепла

ОСОБЕННОСТИ НАГРУЗКИ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Нагрузка горячего водоснабжения жилых и общественных зданий имеет ярко выраженный «холерический», пикообразный характер, резко изменяющийся по часам в течение суток и по дням недели, что иллюстрируется рис. 1 и 2.

Рисунок 1. Суточный график расхода горячей воды в жилом доме

Рисунок 2. График потребления горячей воды по часам суток и дням недели

Кроме того, в отдельные периоды года, накануне светских и религиозных праздников, а также в моменты изменения социального уклада жизни горожан - в конце мая и в конце августа (время начала и возвращения из отпусков) нагрузка становится превалирующей и срывы в теплоснабжении в эти периоды вызывают возмущение граждан. Поэтому при разработке эксплуатационных графиков теплоснабжения этот фактор необходимо учитывать самым серьезным образом - перемести или отложить ремонтные и другие виды работ на теплоисточниках, теплосетях или абонентских системах на другое время.

Как следует из этих рисунков, пиковые часовые нагрузки ГВС в благоустроенных жилых домах (с ванными) в 2,5—3,5 раза превышают среднечасовые, а секундные пики могут превышать их в десятки раз.

И чем больше абсолютная величина этой нагрузки, тем сильнее ее возмущающее влияние (через расходы сетевой воды!) на отопительно-вентиляционные системы, режимы их работы, особенно в открытых схемах построения СЦТ. Поэтому совместное присоединение этих установок должно отвечать определенным схемным и режимным требованиям.

Среди последних определяющее значение имеет величина температуры обратной сетевой воды, возвращающейся на ТЭЦ, - чем она ниже (тем более эффективно будет использоваться энтальпия - теплосодержание пара в подогревателях станции), тем выше будет коэффициент полезного использования топлива, тем ниже расходы сетевой воды и затраты энергии на перекачку теплоносителя.

В соответствии со вторым законом термодинамики это выглядит так: все термодинамические процессы осуществляются на температурном перепаде Т₁ - Т₂, а абсолютный термический коэффициент полезного действия определяется по формуле:

где Т₁ — температура рабочего тела в начале процесса-цикла, °С; Т₂ - температура рабочего тела в конце процесса-цикла, °С.

Эта закономерность предопределила практическое развитие теплоэнергетических установок во всем мире - стремление поднять температуру Т₁, как можно выше и опустить Т₂ как можно ниже. Но если понижение Т₂ снизу ограничено значениями температуры окружающей нас природной среды, то повышение Т₁ всегда было связано с успехами развития термостойкого материаловедения и энергетического машиностроения, что постоянно сопутствовало советской энергетике.

Эту тенденцию можно проследить на примере развития отечественной теплофикации. Так первые теплофикационные установки в стране проектировались на температурный перепад теплоносителя 110-70 °С (расход теплоносителя - 25 т/ч на 1 Гкал), затем в послевоенные годы перешли на график 130-70 °С (соответственно - 16,7 т/ч на 1 Гкал), а начиная с 1960-х годов - с появлением новых прямоточных паровых котлов высокого давления, пиковых водогрейных котлов и мощных теплофикационных турбин - на график 150-70 °С (соответственно - 12,5 т/ч на 1 Гкал). В 1980-1990 гг. уже обсуждался вопрос перевода крупных теплофикационных систем на график 180-190-70 °С (соответственно -9-8,3 т/ч на 1 Гкал).

Стремление поднять энергетическую эффективность теплофикации непосредственно отразилось не только на технологическом построении и развитии самих ТЭЦ и тепловых сетей от них, но и потребовало разработки и внедрения энергоэффективных схем тепловых пунктов и собственно абонентских систем теплоснабжения, конечной целью которых было желание понизить величину Т₂ в сети и уменьшить расход сетевой воды. Контроль за этими параметрами со стороны работников теплосети АО-энерго, Госэнергонадзора и абонента-потребителя становится и является до сих пор одной из приоритетных задач.

Первые абонентские присоединения (вплоть до 1960-х годов) выполнялись по параллельной схеме, как правило, гидравлически связанной с основными тепловыми сетями (рис. 3). Гидравлический водоструйный элеватор позволял понижать в расчетных условиях температуру сетевой воды с 110-130 °С до 95 °С (необходимой для системы отопления). Схема теплового пункта получалась простой и удобной в монтаже, здесь не было вращающихся механизмов, практически не требовалось постоянного обслуживания. Системы отопления промышленных зданий, а также калориферы вентиляционных систем присоединялись с подачей в них перегретой воды напрямую, без подмешивания.

Рисунок 3. Одноступенчатая предвключенная (А - открыта, Б - закрыта) или параллельно включенная (А - закрыта, Б - открыта) схема присоединения водоподогревателей ГВС с зависимым присоединением систем отопления при отсутствии регуляторов расхода теплоты на отопление и теплосчетчика в ЦТП и ИТП в закрытых СЦТ: 1 - ВВП; 2 - повысительно-циркуляционный насос ГВС (пунктиром - циркуляционный насос); 3 - регулирующий клапан с электроприводом; 4 - регулятор перепада давлений (прямого действия); 5 - водомер холодной воды; 6 - регулятор подачи теплоты на отопление, ГВС и ограничения максимального расхода сетевой воды на ввод; 7 - обратный клапан; 8 - корректирующий подмешивающий насос; 9 - теплосчетчик; 10 - датчик температуры; 11 - датчик расхода воды; 12 - сигнал ограничения максимального расхода воды из тепловой сети на ввод; 13 - датчик давления воды в трубопроводе; 14 - регулятор ограничения максимального расхода воды на ввод (прямого действия); 14а - датчик расхода воды, а виде сужающего устройства (камерная диафрагма); 15 - регулятор подачи теплоты на отопление; 16 - задвижка, нормально закрытая; 17 - регулятор подачи теплоты на ГВС (прямого действия); 21 - водомер горячеводный; А и Б - задвижки переключений

ПРИМЕЧАНИЕ. Экспликация приведена для рис. 3.

Сложнее обстояло дело с установками ГВС. Здесь долгое время не могли разработать регуляторы температуры горячей воды, поступающей из кожухотрубного теплообменника в систему горячего водопровода потребителя - не было регуляторов расхода и давления сетевой воды, отсутствовал чувствительный элемент системы - датчик температуры горячей воды. Температура Т₂ обратной сетевой воды была высокой, особенно в ночные часы, когда горячий водоразбор в жилых зданиях практически прекращался, а расход сетевой воды через теплообменник, несмотря на это, - продолжался (подающая сетевая вода без охлаждения перетекала в обратную линию и повышала ее температуру).

Положение существенно изменилось к лучшему с выпуском с середины 1970-х годов отечественной промышленностью автоматических регуляторов давления и расхода, реле давлений и температуры с широкими диапазонами и пределами регулирования, с появлением новых конструкций секционных скоростных водо-водяных и пароводяных кожухотрубных и емкостных подогревателей, первых вакуум-деаэрационных установок, водомеров и теплосчетчиков и др.

Первоначально тепловые пункты размещали или в подвальной части зданий, или на первых этажах, позже - в пристроенных помещениях.

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях