Файл: Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 101

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

^э.в —■эквивалентный диаметр канала по его внутренним;

размерам,

м.

 

 

 

 

 

Тепловое сопротивление стенок канала

 

 

 

RК

1

In

Йэ.н

 

(2 -1 7 )

2~Х

 

 

К

 

da.в

 

 

 

где Хк — коэффициент теплопроводности

материала

стенок

канала, ккал/м ■град. ■ч;

 

 

 

 

d э.н— эквивалентный диаметр

канала

по его наружным

размерам, м.

 

 

 

 

 

 

Коэффициент теплопроводности материала

стенок

кана­

лов обычно мало отличается

от коэффициента

теплопровод­

ности грунта. Поэтому в большинстве случаев можно прини­

мать Ак=

Аг.

Принимается также, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

da.в

d9,H

d9 .

 

 

 

 

 

 

Пользуясь выражениями для указанных термических со­

противлений,

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

К.с

tr

 

 

 

 

 

____

Ч к ~

1

,

d „+ 2S

1

 

 

1

 

 

Т ~ 7

4h'~

 

2тсХиз П

dH

9ir(dH+

28)

9Ttd3

 

2idr

П d3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2 -1 8 )

 

Для двухтрубной сети суммарные удельные теплопотери

определяются по аналогичным для

бесканальной

прокладки

формулам [Л. 4].

согласно

(2—10 Д- 2—18)

удельных

тепло-

 

Для

расчета,

потерь, исходные величины были взяты в пределах:

 

 

 

Наружный диаметр трубопровода, dH =

100—1000 мм;

 

Температура наружного воздуха

t„

= —40°С — 30°С;

 

Температура грунта

 

 

t r

=

—20°С-Д 20°С;

 

Скорость ветра

 

 

w

=

0 Д- 25 м/сек;

 

Коэффициент теплопроводности изоляции X

= 0,05 -г 015

ккал/м ■ч ■град

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент теплопроводности грунта М = 1-^-2

 

ккал/м -ч - град;

 

 

 

 

 

=

1 ~

2 м.

 

Глубина заложения оси трубопровода h'

 

По данным расчетов, выполненных на ЭЦВМ,

построены

графики, выражающие зависимость удельных теплопотерь от природно-климатических и других факторов [Л. 30]. Один из них приведен на рис. 2—2.

На основании анализа данных расчета, подытоженных также в таблице 2—1, можно сделать следующие выводы:

S1



1. Для всех способов прокладки трубопроводов увеличе­ ние температуры окружающей среды* tcp слабо влияет на уменьшение удельных теплопотерь. В диапазоне взятых нами исходных данных отношение удельных теплопотерь при t cp = 0°С к удельным теплопотерям при t(p = 20°С зависит только от температуры теплоносителя и составляет при t T.c= Ю0°С— 0,83 и при t T.c= 200°С — 0,91, независимо от характера про­ кладки трубопроводов (для подземной прокладки такая зако­ номерность хорошо наблюдается из графика на рис. 2—2).

2. При

одинаковых диаметрах трубопроводов

(dH =

500 мм)

и температурах окружающей среды

(tc = 0°С)

отно­

шение удельных теплопотерь в зависимости

от способа

про­

кладки

Я3к:Чв:Чк составляет (1,98-г 2,32)

: ( 1 , 371, 8) :

1,0.

На последние соотношения

не оказывает

влияние изменение

температуры

теплоносителя

(в пределах

tT.c

= 100 -f- 200°С).

Значительным оказывается влияние термического сопротивле­ ния изоляции. Для бесканальной прокладки отношение qj :q*

увеличивается с увеличением термического сопротивления изо­ ляции, а для воздушной прокладки, наоборот, отношение Ч в : Чк уменьшается с увеличением этого сопротивления.

Таким образом, при примерно равных условиях минималь­ ные тепловые потери окажутся при канальной прокладке, а максимальные — при бесканальной. С точки зрения сокраще­ ния только теплопотерь наиболее приемлемой является каналь­ ная прокладка.

3. С увеличением диаметра трубопроводов удельные теилопотери растут. Относительный рост удельных теплопотерь с увеличением диаметра трубопровода от 100 мм до 700 мм,

—100 колеблется в пределах 2,34 Д- 3,6 (табл. 2—1). Это отно-

Ч 700

шение слабо зависит от температур среды и теплоносителя. При идентичных условиях влияние диаметра сравнительно сильно сказывается при воздушной прокладке. В этом случае

Ч 700

величина —;— изменяется в пределах 2,8 ф- 3,6.

Ч юо

4. Влияние скорости ветра (при воздушной прокладке) на удельные теплопотери незначительно и практически им можно пренебречь.

Следует подчеркнуть, что такой анализ имеет условный характер. Многие из перечисленных величин взаимно связаны и поэтому рассмотрение влияния каждой из них на удельные

* Д л я в о зд у ш н о й п р о к л а д к и т р у б о п р о в о д о в — т е м п е р а т у р а н а р у ж н о г о в о з д у х а , д л я п о д з е м н ы х п р о к л а д о к — т е м п е р а т у р а г р у н т а .

82


теплопотери при остальных идентичных условиях не совсем, корректно.

В этом смысле более целесообразным было бы все сопо­ ставления выполнить при предварительно выбранной опти­ мальной (экономичной) толщине изоляции.

Р и с . 2 2. У д ел ь н ы е т еп л о п о т ер и в т еп л о в ы х с е т я х п ри их

п о д з е м н о й б е ск а н а л ь н о й п р о к л а д к е

(А,Из = 0 , 1 1 к к а л / м ■г р а д - ч , Xr = 1 к к а л / м - г р а д ‘ ч;

г л у б и н а за л о ж е н и я о си т р у б о п р о в о д а 1— 2 м ) .

1— t r

= 20°С , 2 — t r =

0°С ,

3 — t r =

— 10°С и 4 — t r =

— 2 0 СС

Однако выполненные расчеты в целом достаточно нагляд­ но показывают, что климатические условия среды не оказы­ вают большого влияния на удельные теплопотери.

В условиях теплого климата удельные теплопотери могут заметно снижаться только при значительно высокой темпера­

туре наружного

воздуха,

нехарактерной

 

для

отопительного

периода.

 

 

 

 

 

RH3= 5,6 м2-град-ч/ккал

Так, например, при dH= 500 мм,

и t-r.c =

Ю0°С, величина q' для И =

20°С составляет,

в зави­

симости

от способа прокладки,

всего 66 — 76% от

q'

при

tc = —20°С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

2 — 1

О т н о с и т е л ь н о е у в е л и ч е н и е у д е л ь н ы х т е п л о п о т ер ь в за в и с и м о с т и о т

 

д и а м е т р а

т р у б о п р о в о д о в ,

( К

=

1,0

к к а л / м

г р а д )

 

 

 

 

 

Ч inn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С п о с о б

п р о к л а д к и

Низ =

7,0

R „3 =

9 ,6 5

 

Ни з=

15,4

D _

 

 

^ИЗ

 

т р у б о п р о в о д о в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t c p = —

20°С ,

 

 

^Т.С

= 100°С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В о з д у ш н а я

 

3 ,5

 

2 ,8 8

 

3 ,5 4

 

2 ,8 4

 

К а н а л ь н а я

 

 

2 ,9 2

 

2 ,6 0

 

3,1 9

 

2 ,6 6

 

Б е ск а н а л ь н а я

 

2,81

 

2 ,5 5

 

3,1 2

 

2 ,7 0

 

 

 

t c p =

о ° с ,

 

 

И . с = ю о х

 

 

 

В о з д у ш н а я

 

3,5 7

 

2 ,9 5

 

3 ,6

 

 

2,91

 

К а н а л ь н а я

 

 

2,91

 

2,61

 

3,1 8

 

2,7

 

Б е ск а н а л ь н а я

 

2 ,8 3

 

2 ,5 5

 

3,1 2

 

2 ,6 9

 

 

 

t cp = — 2 0 Х ,

 

 

И .

= 2 0 0 Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В о з д у ш н а я

 

3 ,4 9

 

2 ,8 2

 

3 ,4 5

 

2 ,8 6

 

К а н а л ь н а я

 

 

2 ,9 3

 

2 ,6

 

 

3,11

 

2 ,7 2

 

Б ес к а н а л ь н а я

 

2,8 4

 

2 ,5 5

 

3,11

 

2 ,7 0

 

 

 

t c p = О Х ,

 

 

^ т.с

= 2 0 0 Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В о з д у ш н а я

 

2,81

 

2 ,5 6

 

3 ,1 2

 

2 ,6 9

 

К а н а л ь н а я

 

 

2,91

 

2 ,6

 

 

3 ,1 8

 

2 ,7 0

Б е с к а н а л ь н а я

 

3 ,5

 

2 ,8 9

 

3 ,5

 

 

2 ,8 0

 

Однако влияние внешних климатических условий на тран­ спорт тепла не исчерпывается еще выполненным анализом. Из­ вестно, что абсолютные величины теплопотерь в сетях зависят

также от диаметра и протяженности трубопроводов и от числа часов их работы в году. Значения последних обусловлено вели­

чиной и характером тепловых нагрузок, влияние на которых природно-климатических условий было изложено в § 1—1. Так, например, из-за сравнительно низкой теплоплотности центра-

8 4


лизация теплоснабжения в южных районах может привести при одинаковых, по сравнению с районами холодного клима­ та, тепловых нагрузках к сооружению более протяженных и

ответвленных тепловых сетей сравнительно малого диаметра. В этом случае влияние теплого климата с точки зрения тепловых потерь на централизацию теплоснабжения может оказаться даже отрицательным, если увеличение теплопотерь от протяженности трубопроводов значительнее, чем их умень­

шение из-за более малых диаметров.

Например, согласно

нашим данным

(таблица 2—1), от-

Ч700

равно трем.

т-

ношение — — в среднем

Вели считать, что в

Чюо

 

 

сравниваемых климатических условиях протяженности тепло­ вых сетей пропорциональны отношениям теплоплотностей (при равных Qp^), то с точки зрения теплопотерь условия

транспорта тепла в обоих случаях окажутся идентичными (ес­ ли значение теплоплотности для теплого района меньше чем для холодного не более чем в три раза).

На транспорт тепла существенное влияние оказывает

также рельеф местности.

В горных районах сложность рельефа затрудняет и удоро­ жает транспорт тепловой энергии, и тем самым оказывает отрицательное влияние на централизацию теплоснабжения.

Отрицательное влияние сложного рельефа на экономику транспорта тепловой энергии может быть вызвано не только дополнительными затратами, связанными с падением давле­ ния пара в паропроводах, сооружением промежуточных под­ качивающих станций для водяных сетей, но и значительным осложнением самих сетей с точки зрения их конфигурации и особенно регулирования гидравлических режимов.

Величинами, характеризующими рельеф, могут служить разность геодезических уровней (средняя и максимальная), уклон и его направление и т. д. Уклон может быть как односто­ ронним с расположением источника теплоснабжения в нижней или верхней точках, так и двухсторонним (подъем и спуск, спуск и подъем). В отдельных случаях, в пределах теплоснаб­ жающей системы, могут оказаться более сложные комбинации этих элементов. Условия рельефа могут диктовать не только конфигурацию, но и способ прокладки тепловых сетей—под­ земные или надземные, а также вид теплоносителя.

В условиях с л о ж н о г о

р е л ь е ф а

наиболее прием­

лемой может оказаться п а р о в а я

с и с т е м а

теплоснаб­

жения, особенно если источник тепла

расположен ниже пот­

ребителей (как например, предполагаемый

источник центра­

лизованного теплоснабжения

в г. Кафане

Армянской ССР).

При расположении источника тепла в высшей

точке уклона

85