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: 100
Скачиваний: 0
их сооружение и эксплуатацию. Кроме этого, появляется воз можность более рационально перераспределить расход воды между отдельными питательными линиями в соответствии с заданным режимом работы теплоснабжающей системы, зна чительно уменьшить потери сетевой воды при аварийных си туациях и т. д.
Основной отличительной чертой рассматриваемой систе мы является независимое присоединение через установленные в ЦТП водоводяные подогреватели отопительных установок. Если присоединение установок горячего водоснабжения также выполняется по независимой схеме (т. е. через подогревате ли), то зависимая система теплоснабжения называется закры той (рис. 2—56), [Л. 32]). В открытой независимой системе горячее водоснабжение осуществляется путем непосредствен ного водоразбора из тепловой сети (рис. 2—5а), [Л. 31]).
Очевидно, что в условиях сложного рельефа, когда раз ность геодезических отметок у абонентов заданного энерго
района достигает значительной величины, |
независимое при |
|
соединение улучшит условия их н а д е ж н о й |
б е з а в а р и й |
|
ной работы. |
|
модернизация |
Независимо от природных условий такая |
||
значительно повышает м а н е в р е н н о с т ь |
тепловых сетей и |
всей системы теплоснабжения, как и р е г у л и р у е м у ю с п о
со б н о с т ь последней [Л. 34, 35,36].
Вусловиях весьма сложного рельефа определенный инте рес представляет независимая пароводяная система центра лизованного теплоснабжения. В этом случае сложность релье фа энергорайона преодолевается за счет давления пара, кото рый по транзитному трубопроводу поступает в тепловые пунк ты, где и используется для подготовки сетевой воды.
На размещение и выбор целесообразной мощности теп ловых пунктов определенное влияние может оказать и слож ность рельефа. При всех остальных равных условиях для обеспечения надежной работы водяной распределительной се ти чем сложнее рельеф, тем меньшей должна быть мощность тепловых пунктов.
Целесообразность применения этой системы была прове рена на примере одного из новых жилых районов г. Еревана, отличающегося сложным рельефом (разница геодезических уровней порядка 100 м при средней отметке района 1300 м). Расчетная нагрузка на отопление и вентиляцию составила
около 24 Гкал'ч, а среднечасовая нагрузка горячего водоснаб жения — 8,7 Гкал!ч.
В соответствии с условиями профиля предусматривается создание 4-х тепловых пунктов (один из них в котельной). Сравнение двух вариантов независимой системы теплоснабже ния пароводяной и водоводяной (при одном и том же темпе-
9 2
ратурном графике отопительной системы, равном 150/70°С) показало, что наиболее экономичной является пароводя ная система. Разница в годовых расчетных затратах состави
ла 3 —3; = (132—126,5) 103 = 5,5 тыс. руб., хотя удельные ка питаловложения на сооружение паровых котельных (руб/Гкал) оказались почти в 2,4 раза больше, чем для водогрейных.
Расчеты, выполненные для г. Кафана (Арм. ССР), отли чающегося значительно более сложным рельефом и резко до минирующим значением промышленных потребителей тепла, также показали целесообразность осуществления независимой
Рис. 2—5. Принципиальная схема независимой системы теплоснабжения- а) открытая, б) закрытая (двухступенчатое последовательное
включение подогревателей горячего водоснабжения). 1.—станционный насос; 2.—станционный подогреватель; 3.—подогреватель
отопления ЦТП; 4.—верхняя ступень подогревателя горячего водоснабжения; 5.—нижняя ступень подогревателя горячего водоснабжения; 6.—водоразборный кран; 7 .—отопительный прибор; 8.—элеватор; 9.—насос абонентского контура; 10.—регулятор температуры; 11.—регулятор расхода; 12.—обратный клапан.
'пароводяной системы, если даже источником теплоснабжения является ТЭЦ. Согласно этим разработкам, предприятия вто
рого энергорайона по магистральным трубопроводам должны получать только пар, часть которого используется для подго товки горячей воды, идущей на удовлетворение как подсоб ных нужд самих предприятий, так и (где это можно) жилищ- но-комм) нальных нужд ближайших жилых районов.
Чем сложнее рельеф и меньше доля горячей воды в теп ловой нагрузке предприятий, тем более целесообразным ока жется внедрение этой системы. С другой стороны, при раз дельной схеме энергоснабжения, если в структуре тепловых нагрузок доминирует отопительно-бытовое теплопотребление, более целесообразной в рассматриваемых природных усло виях оказывается независимая водяная система централизо ванного теплоснабжения. Усилия, направленные на создание современных конструкций мощных и сравнительно дешевых водогрейных котлов, в значительной мере облегчат решение этой задачи.
Как уже было отмечено, масштабы централизации тепло снабжения в первую очередь зависят от технико-экономичес ких показателей транспорта тепла. В условиях малых значе ний плотности теплопотребления, сложного рельефа, неболь шой величины числа часов использования расчетной тепловой нагрузки только внедрение новых экономичных систем транс порта тепла может решить эту задачу. Так, при сочетании ря
да благоприятных |
условий для |
внедрения о д н о т р у б н о й |
|
системы теплоснабжения вариант |
комбинированной |
схемы |
|
теплоснабжения (т. |
е. теплофикации) южных городов |
может |
оказаться экономически более приемлемым. Хотя протяжен ность магистрального (питательного) теплопровода обычно составляет небольшую долю общей протяженности тепловых сетей, на ее долю падает больше половины всех материальных (металл) и денежных затрат.
Исключение обратного трубопровода в сочетании с воз можно максимальным повышением температуры теплоноси теля, что приводит к соответствующему сокращению расхода сетевой воды и значит уменьшению диаметра транзитного трубопровода, создает необходимые экономические предпо сылки для значительного-увеличения дальности теплоснабже ния (почти в 2-г5 раз по сравнению с двухтрубной системой). В этом случае окажется возможным объединить в общую теп лоснабжающую систему несколько небольших городов и про мышленных узлов, благоприятно расположенных по трассе единого и сравнительно мощного транзитного теплопровода.
Значительная экономичность однотрубной системы тепло снабжения в первую очередь связана с резким повышением мощности транзитной линии — увеличением ее диаметра и
94
соответственно пропускной способности. Известно, что с уве личением диаметра трубопровода значительно уменьшаются тепловые потери, следовательно и затраты на их компенсацию, а также расходы на амортизацию, текущий ремонт, расходы на перекачку теплоносителя и т. п.
Таким образом, дальний транспорт тепла и концентрация
тепловых нагрузок по существу взаимосвязаны. Поэтому для создания системы дальнего теплоснабжения на базе сравни тельно мощного источника тепла города и поселки, благопри ятно расположенные вокруг намечаемого транзитного тепло провода, должны иметь достаточно большие тепловые нагруз ки. Целесообразный радиус теплоснабжения зависит как от достигнутой сравнительной экономии затрат при строитель стве крупного источника тепла взамен мелких (или дополни тельных затрат, необходимых для реконструкции существую щих источников энергоснабжения), так и особенно от затрат на сооружение тепловых сетей (до квартала).
Внедрение системы дальнего теплоснабжения в южных районах даст возможность также удалить источники тепло снабжения от тех городов, для которых по климатическим и другим условиям загрязнение окружающей их среды особен но нежелательно. Внедрение однотрубной системы теплоснаб жения окажется более рациональным именно для этих райо нов главным образом по той причине, что в силу местных при родных условий значительно легче будет добиться выполнения
основного |
требования, |
а именно с б а л а н с и р о в а н н о й |
у в я з к и |
между обоими |
видами тепловых нагрузок: отопле |
ние и вентиляция и горячего водоснабжения.
Схема однотрубной системы теплоснабжения в наиболее упрощенном виде представлена на рис. 2—6. В соответствии с обозначениями, указанными на схеме, после небольших упро щающих допущений можно записать следующие уравнения
материального и теплового баланса: |
|
|
Got = GrB -f- Go6 -j- Gc.1; |
Gc — GrB + Gc.T , |
(2— 23) |
GotC —(Gc— GrB) tc -j- G06t2, |
(2 — 24j 1 |
|
Gc tc ~ G"Btc -(- Got (ti — to) |
(QTB-j- GMJ t2. |
(2—25) |
Расход сетевой воды Gc обычно принимается равным
среднечасовому (за неделю) расходу на горячее водоснабже ние GBB‘. Однако, если в зависимости от тепловых нагрузок
температура сетевой воды tc оказывается выше допускаемого
предельного значения (например 200°С), приходится соответ ственно увеличивать расход Gc.
95.
Уравнения теплового баланса можно записать и в относи тельных величинах.
Так, если расход воды в магистральной сети считать за данным или известным и обозначить
Uor —• |
Пел |
G c. |
|
|
|||
Utb |
и iirB |
G"B |
|
Gc |
|||
|
|
то из (2—24) и (2—25) получим для температуры сетевой воды
tc |
(urB “Ь Uq6 “Ь Вел ) — Up6 tg |
(2-26) |
|
1 - и" |
|||
|
А—аккумулятор горячей воды; В—воздушный кран; С—смеситель; РТ—регулятор температуры; О—отопительный прибор; К—водоразборный кран; Н—насос; ИС—источник теплоснабжения.
для температуры воды перед отопительным прибором
(1 — UrB) tc -1- Uo6 t2
(2 -27)
Uqt
Для узла горячего водоснабжения при отборе воды после системы отопления и из тепловой сети уравнения материаль ного и теплового балансов примут вид:
G cb = G rB-f- G rB; Gre trBi= G rB t2-(- G rBtc . |
(2 28) |
96
Для выравнивания суточного графика нагрузки горячего водоснабжения в систему однотрубного теплоснабжения вклю чается аккумулятор горячей воды. Его роль окажется весьма
важной для южных городов из-за низкой аккумулирующей способности зданий, особенно во вновь застраиваемых и ре конструируемых районах -этих городов. При всех условиях равенство среднесуточных расходов воды в сети и на горячее водоснабжение Gccc = GBBC тем труднее поддерживать, чем
ниже температура наружного воздуха. Так как суточный рас ход воды в тепловых сетях одновременно обеспечивает суточ ную нагрузку отопления (отнесенные к одному человеку), то можно записать:
Gj;c = (tc — t2) = Хот v'(t„ - tjj), к к а л л ел . |
сутки, |
(2—29) |
||
где |
G£c |
— среднесуточный расход воды |
в сети, |
л/челХ |
|
Хот |
Хсутки; |
|
|
|
— отопительная характеристика здания, ккал/мгХ |
|||
|
v' |
Хград. ч; |
|
|
|
— удельная кубатура здания по внешнему обме- |
|||
|
|
. ру, м3/чел; |
|
|
|
tB и tjj |
— температуры внутреннего и |
наружного воз |
|
|
|
духа, °С; |
1 ккал/кг .град). |
|
|
|
(теплоемкость воды принята |
||
|
Очевидно, в условиях теплого климата из-за сравнитель |
|||
но высоких значений наружных температур |
t„ условие (2— |
|||
29) |
может быть выполнено при не о-чень высоких температу |
рах сетевой воды. При этом имеется в виду, что одновременно должное развитие получит централизованное горячее водо снабжение. Развитие горячего водоснабжения в городах и поселках южных районов еще значительно отстает от достиг нутого уровня городского строительства и общего благососто
яния в целом. Фактически оно осуществляется в основном газовыми колонками и широко охватывает лишь жилые поме щения. Потребление горячей воды в общественных, админи стративных, торговых, спортивных и других зданиях даже в жарких районах составляет незначительную долю суммар ной нагрузки горячего водоснабжения.
Стремление к дальнейшему улучшению уровня повсемест ного комфорта, несомненно, приведет к постепенному широко му внедрению централизованного горячего водоснабжения и на этой основе — к полному удовлетворению возрастающих нужд в горячей воде.
Как известно, при централизованном горячем водоснаб жении расход воды в расчете на одного жителя увеличивается
97
7—917