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: 121
Скачиваний: 0
тается все еще «очень д о р о г и м у д о в о л ь с т в и е м » . Час тично этим объясняется, что до сих пор все еще мало выпус кается надежное и дешевое оборудование для систем КВ.
§3—16. Транспорт холода и сооружение холодопроводов
Всистемах централизованного холодоснабжения важное место занимают сети холодопроводов, по которой обычно ох лажденная вода доставляется потребителям.
Сети централизованного холодоснабжения по существу мало отличаются от обычных сетей водоснабжения, проекти рование которых выполняется согласно СНиП П-7. 3—62.
Транспорт холода осуществляется обычно по двухтруб ной системе. Если имеются потребители холода с заметно от личающимися потенциалами, может оказаться целесообраз нее применение трехтрубных систем с двумя подающими г одной обратной линиями.
Наиболее надежной, |
но и дорогостоящей, является к а- |
н а л ь н а я прокладка |
холодопровода. Трубы диаметром |
200 мм и более прокладываются в каналах с бетонным осно ванием. Канальная прокладка особенно приемлема при тя желых грунтовых и гидрогеологических условиях, при пере сечении улицы с интенсивным движением железнодорожных путей, потоков грунтовых вод и т. п.
Применяется также прокладка в стальных оболочках. Значительное удешевление может быть достигнуто за счет
перехода на различные конструкции бесканальных прокла док трубопроводов.
Более экономичной является надземная прокладка, осо бенно на низких опорах. В качестве наружных покрытий при канальной прокладке применяется обычно битуминизированный картон, а при надземной — стальной кожух, оцинкован ный или покрытый пластиком.
Защита трубопроводов от внутренней коррозии достигает ся соответствующей обработкой подпиточной воды.
Очень важной является защита трубопроводов' от наруж ной коррозии, особенно при зимних перерывах в работе хо лодопровода и при бесканальной прокладке. При агрессивных грунтах и наличии блуждающих токов следует применять ка тодную защиту. Наружное покрытие должно быть непрони цаемым для воды и водяных паров.
Для изоляции холодопроводов применяются полистирен, экспорит и ряд других изготавливаемых из пенополистирола, материалов. В СССР, ГДР и ряде других стран значительное распространение получила шлаковая вата. Все эти материалы
2 G 7
отличаются низким коэффициентом теплопроводности (лиз = = 0,027—0,035 ккал/м . град. ч).
Очень часто затраты на сооружение холодопроводов со ставляют значительную часть суммарных затрат для всей си стемы централизованного холодосиабжения. Успешное внед
рение указанных систем в первую очередь связано с возмож но максимальным удешевлением транспорта холода.
В системах централизованного теплохладоснабжения можно значительно улучшить экономические показатели пу тем транспортирования по одним и тем же трубопроводом как тепла, так и холода.
Для транспорта тепла и холода применяются четырех трубные, трехтрубные и однотрубные сети. При четырехтруб ной сети транспорт тепла и холода осуществляется раздель ными, подающими и обратными трубопроводами для тепла и хладоносителя, причем теплопровод работает в зимнем режи ме, а холодопровод в летнем. При наличии аккумуляторов хо лодной и горячей воды диаметры соответствующих трубопро водов могут быть уменьшены.
Сокращение капиталовложений на транспорт тепла и хо лода может быть достигнуто при подаче тепла в виде пара и совмещением конденсатопровода с обратной линией холодопровода.
В связи с относительно небольшим расходом конденсата такое объединение практически не повлияет на диаметр об ратной линии и вместе с тем позволит перейти от четырех трубной к трехтрубной сети.
Трехтрубная схема осуществляется и для обычных ком бинированных систем теплохладоснабжения (подводящие и обратные трубопроводы для холодной воды и трубопровод го рячего водоснабжения).
Для некоторых комбинированных систем, осуществляю щих круглогодичное кондиционирование воздуха — летнее охлаждение и зимнее теплоснабжение (например системы, работающие по теплонасосному циклу), экономически оказы вается целесообразным перейти к двухтрубной схеме транс порта тепла и холода, т. е. одну и ту же сеть использовать
как для летнего холодосиабжения, так и зимнего теплоснаб жения.
Диаметр трубопровода сети в этом случае следует опре делить с учетом отношения диаметра трубопровода при
транспорте тепла (dT) к диаметру трубопровода при транс порте холода (dx )•
(3 -57)
268
где |
|
Тх |
— отношение удельных весов и холодо-- и теплоно- |
|||||
biTT |
||||||||
|
сителя; |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
tx.K |
■ |
t x . H |
— разность |
конечной |
и начальной |
температур |
||
|
|
|
холодоносителя, град. |
|
|
|
||
t l . I I |
— |
t r . K |
— разность |
начальной |
и конечной |
температур |
||
|
|
|
теплоносителя, град. |
|
|
|
||
|
Расчеты показывают, |
что величина |
<0, |
следователь- |
||||
|
|
|
|
|
|
U X |
|
но выбор диаметра трубопровода необходимо производить по летнему режиму.
Как показали исследования, на стоимость транспорта хо
лода значительное |
влияние оказывает |
г л у б и н а з а л о ж е |
ния холодопровода. |
холодопроводов для |
|
Оптимальную |
глубину заложения |
конкретного географического района следует определить ис
ходя |
из условий м и н и м а л ь н ы х п о т е р ь холода и с уче |
том |
теплофизических свойств грунта. Построив путем соот |
ветствующей обработки климатологических данных местности кривые изменения среднесезонных (летних) температур грун та в зависимости от глубины tr = f(h'), можно по заданной
температуре хладоносителя tx определить глубину заложения холодопровода, при которой исключаются потери холода.
Условие н у л е в ы х т е п л о п о т е р ь определяется ра венством температур грунта и хладоносителя, x= tr. При вы соком значении температуры хладоносителя (порядка, напри мер, tx »= 10—15°С, что редко применяется для кондициониро вания воздуха) выявленная таким путем предельная глубина заложения h,' может оказаться менее минимально-допу
стимой по условиям прочности глубины (Ьмпн =0,8—1,2м). Ес
тественно, что в этом случае необходимая глубина однознач но определяется и не возникает необходимость выявления ее оптимальной величины.
При наиболее часто встречающихся температурах хладо носителя порядка 4~У8°С глубина h.' , соответствующая ус
ловиям нулевых потерь холода почти для всех климатических зон, оказывается весьма большой, а в некоторых жарких райо
нах изотермы, соответствующие |
температурам |
tx, вообще не |
|
пересекаются с кривыми tr= f(h') |
и таким образом о величине |
||
^лред Речь не может идти. |
|
|
|
Во всех этих случаях оптимальную |
глубину заложения |
||
холодопровода следует определить по |
методу |
минимизации |
|
годовых расчетных затрат. |
|
|
|
Для условий Араратской долины были рассмотрены два
варианта сооружения холодопроводов: а) |
без тепловой изо |
ляции и б) с тепловой изоляцией. |
269 |
Расчеты, выполненные по соответствующим нормативным материалам и денникам, показали, что величина капитальных вложений более заметно зависит от диаметра холодопровода, чем от глубины его заложения Ъ'. Увеличение диаметра холо
допровода от d* — 150 мм до dx = |
300 мм приводит к |
рос |
ту капиталовложений в 1,5 раза (на |
630 руб/км. год), а |
при |
увеличении диаметра до 450 мм, т. е. в три раза, капиталовло жения возрастают почти в пять раз. При одном и том же диа метре увеличение глубины заложения в два раза (от h'= 1 м до W = 2 м) приводит к увеличению капиталовложения поряд ка 1,5—2,0 раза.
Стоимостное выражение потерь холода составляет
S =C,QA |
(3 -58) |
где Сх — стоимость 1 Гкал холода. Для фреоновых установок можно принять Сх = 11,5 руб /Гкал;
Qx — потери холода, Гкал/км . я;
®х — продолжительность |
|
эксплуатации холодопровода |
(для г. Еревана |
=2600 ч). |
|
Потери холода Qx можно |
|
определить по известной фор |
муле теплопередачи (формула |
Форгхеймера), если заданы: |
|
коэффициент теплопроводности |
грунта (можно принять рав |
ным 2 ккал/м . град . ч), температура поверхности грунта tp °С и диаметр холодопровода d мм.
Оптимальная глубина заложения honr холодопровода
при заданном градиенте температур At определяется по кривой подовых расчетных затрат 3 = f(Не
целесообразно также определить honT в зависимости от разности температур между наружным воздухом 1н и холодоносителем txАнализ климатологических данных показывает, что для Араратской долины можно ориентировочно принять, что tp= tH+ 3°C. В инженерных расчетах для ориентировочной оценки оптимальной глубины заложения холодопроводов могут быть использованы также кривые, выражающие зависи
мость величины h0|.T |
от диаметра холодопровода и разности |
температур At, = t„ —t x |
°С. |
Наличие теплоизоляции приводит к дополнительным ка питаловложениям, а потери холода (и соответственно их стои мость) уменьшаются. Расчеты, выполненные с учетом наличия теплоизоляции, дали возможность выявить толщину изоляции
оиз, соответствующей минимальным расчетным затратам, Змин. при заданных значениях коэффициента теплопроводности
изоляции Аиз, |
диаметра холодопровода dx |
и температурного |
|
градиента |
At, |
= t H—tx. Анализ полученных |
данных показы |
вает, что |
одному и тому же значению 8Н3.01ГГ. могут соответ- |
270
ствовать различные комбинации величин &tb d* и Кз ■ Напри
мер, если А„3 |
=0,1 |
ккал/м . град . ч, то Зиз.опт. |
=30 мм при сле |
|||||||||
дующих комбинациях величин: dx = |
150 |
мм, |
|
14 С; |
dx — |
|||||||
|
|
|
i |
|
|
|
= 200 мм, |
|
16°С; |
|||
|
|
|
7 |
|
|
dx =250 мм, |
Mi «£ |
|||||
|
|
|
|
|
21,5°С и т. д. |
|
|
|||||
|
|
|
s |
|
|
Аналогичными рас |
||||||
|
|
|
/ |
>и |
J |
четами были |
опре |
|||||
|
|
|
|
делены значения глу |
||||||||
|
|
|
|
|
|
бины заложения h |
||||||
|
|
|
/ |
|
|
|
в |
|
зависимости |
от |
||
|
|
|
|
|
|
|
диаметра холодопро- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
вода |
и коэффициен |
||||
150 |
250 |
350 |
450 |
|
та |
теплопроводности |
||||||
|
изоляции |
(рис. 3— |
||||||||||
|
|
|
d, мм |
|
|
|
||||||
Рис. 3—20. Зависимость оптимальной |
|
20). |
До |
диаметра |
||||||||
|
d = 400 |
мм |
кривые |
|||||||||
глубины |
заложения изолированного |
|
||||||||||
холодопровода от диаметра и тепло |
|
h0IIT>построенные для |
||||||||||
проводности |
изоляционного |
материала |
|
трех различных зна |
||||||||
1-Х из=0,1; |
2—Аиз=0,05; 3 -А НЗ=0,01 |
|
||||||||||
|
чений Мз (0,1; 0,05 и |
|||||||||||
|
ккал1м . 1 рад . ч |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0,01ккал/м . град .ч), |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
совпадают. Послед |
|||||
нее объясняется тем, что до определенного диаметра |
значе |
|||||||||||
ния h0,]T независимо от величины хиз |
оказываются меньшими, |
|||||||||||
чем допустимая |
по условиям прочности |
(транспортной |
на |
грузке) глубина заложения.
Сопоставление различных вариантов прокладки холодопроводов по величинам Змин показывает, что изоляция холодопроводов при стоимости холода 11,5 руб/Гкал и выше эконо мически себя оправдывает, независимо от их диаметра и тем пературного градиента Ati.