X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Системы теплоснабжения представляют собой совокупность взаимосвязанных потребителей тепла, которые могут отличаться как характером, так и величиной теплопотребления. Режимы расходов тепла многочисленными потребителями неодинаковы. Сезонные нагрузки, к которым относится нагрузка на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха изменяются пропорционально изменению температуры наружного воздуха, но остаются практически стабильными в течение суток. Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха, но изменяется как по часам суток, так и по дням недели.

В данном положении возникает резкая необходимость регулирования параметров и расхода теплоносителя в соответствии с действительной потребностью в тепле. Регулирование повышает качество теплоснабжения, сокращает перерасход тепловой энергии и топлива [1].

Основной целью регулирования отпуска теплоты на сезонные нагрузки является поддержание комфортных условий микроклимата в помещениях при изменении на протяжении всего отопительного периода температуры наружного воздуха. При этом необходимо учитывать, что в систему горячего водоснабжения поступает переменный на протяжении суток расход воды с постоянной температурой.

В зависимости от места осуществления регулирования различают центральное, групповое местное и индивидуальное регулирование. Центральное регулирование осуществляется на ТЭЦ и в котельных по преобладающей тепловой нагрузке, характерной для большинства абонентов. В основном, в городских тепловых сетях такой нагрузкой является отопление или совместная нагрузка отопления и горячего водоснабжения.

Групповое регулирование осуществляется в центральных тепловых пунктах (ЦТП) для групп потребителей с однородной нагрузкой. В ЦТП поддерживается требуемый расход и температура теплоносителя, поступающего в распределительные или внутриквартальные сети.

Местное регулирование предусматривается на абонентском вводе для дополнительного изменения параметров теплоносителя с учетом местных факторов.

Индивидуальное регулирование осуществляется непосредственно у теплопотребляющих приборов и дополняет другие виды регулирования.

Сущность способов регулирования вытекает из уравнения теплового баланса

,

где Q – количество тепла, полученное прибором от теплоносителя и отданное нагреваемой средой, кВт∙ч; G – расход теплоносителя, кг/ч; с – теплоёмкость теплоносителя, кДж/(кг·°С); τ₁ и τ₂ – температура теплоносителя на входе и на выходе из теплообменника, ͦС; n – время, ч; k – коэффициент теплопередачи, кВт/(м²·°С); F – поверхность нагрева теплообменника, м², ∆t – температурный напор между греющей и нагреваемой средой, °С [1].

Из уравнения теплового баланса следует, что регулирование тепловой нагрузки можно производить несколькими способами: изменением температуры теплоносителя – качественное регулирование; изменением расхода теплоносителя – количественное регулирование; путем совместного изменения температуры и расхода теплоносителя – качественно-количественное регулирование.

Качественный способ регулирования тепловой нагрузки является наиболее распространенным видом центрального регулирования водяных тепловых сетей. Его основным достоинством является стабильный гидравлический режим. К недостаткам данного способа регулирования можно отнести: низкую надежность источников пиковой тепловой мощности; необходимость применения дорогостоящих методов обработки подпиточной воды теплосети при высоких температурах теплоносителя; повышенный температурный график для компенсации отбора воды на ГВС и связанное с этим снижение выработки электроэнергии на тепловом потреблении; колебания температуры внутреннего воздуха, обусловленные влиянием нагрузки ГВС на работу систем отопления и различным соотношением нагрузок ГВС и отопления у абонентов; снижение качества теплоснабжения при регулировании температуры теплоносителя по средней за несколько часов температуре наружного воздуха, что приводит к колебаниям температуры внутреннего воздуха [2].

Количественное регулирование получило широкое применение в зарубежной практике теплоснабжения, в России оно нашло частичное использование при групповом и местном регулировании систем и отдельных приборов, но оно оказывает неблагоприятное воздействие на тепловые сети, нередко приводя к их разрегулировке.

Центральное качественно-количественное регулирование отпуска тепла на отопление применяют наряду с центральным качественным способом регулирования в тепловых сетях с чисто отопительной нагрузкой при хорошо отрегулированных системах отопления.[3]

Количественное и качественно-количественное регулирование имеет большой ряд преимуществ: увеличение выработки электроэнергии на тепловом потреблении за счет понижения температуры обратной сетевой воды; работа системы теплоснабжения большую часть отопительного периода с пониженными расходами сетевой воды и значительной экономией электроэнергии на транспорт теплоносителя; меньшая инерционность регулирования тепловой нагрузки, т.к. система теплоснабжения более быстро реагирует на изменение давления, чем на изменение температуры сетевой воды; постоянная температура теплоносителя в подающей магистрали теплосети, способствующая снижению коррозионных повреждений трубопроводов теплосети; наилучшие тепловые и гидравлические показатели по режиму систем отопления за счет уменьшения влияния гравитационного напора и снижения перегрева отопительных приборов; поддержание температуры сетевой воды постоянной, которое благоприятно сказывается на работе компенсаторов. К недостаткам количественного способа можно отнести: переменный гидравлический режим работы тепловых сетей; большие, по сравнению с качественным регулированием, капитальные затраты в теплосети [2].

Библиографический список

В.Е. Козин, Т.А. Левина, А.П. Марков, И.Б. Пронина, В.А. Слемзин. — М.: Высшая школа, 1980. - 408 с.

В.И. Шарапов, П.Б. Ротов.- Регулирование нагрузки систем теплоснабжения. М.: Новости теплоснабжения, 2007. - 164 с.

Справочник проектировщика Под ред. инж. А. А. Николаева. — М.: Стройиздат, 1965. - 360 с.

Код для цитирования: Скопировать