Як правильно вести температурний режим у тепломережі? Температурний графік системи опалення

Комп'ютери вже давно та успішно працюють не тільки на столах офісних працівників, а й у системах управління виробничими та технологічними процесами. Автоматика успішно керує параметрами систем теплопостачання будівель, забезпечуючи всередині них...

Задану необхідну температуру повітря (іноді для економії, що змінюється протягом доби).

Але автоматику необхідно грамотно налаштувати, дати їй вихідні дані та алгоритми для роботи! У цій статті розглядається оптимальний температурний графік опалення – залежність температури теплоносія водяної системи опалення за різних температур зовнішнього повітря.

Ця тема вже розглядалася у статті про. Тут ми не будемо розраховувати тепловтрати об'єкта, а розглянемо ситуацію, коли ці тепловтрати відомі з попередніх розрахунків або даних фактичної експлуатації діючого об'єкта. Якщо об'єкт діє, краще взяти значення тепловтрат при розрахунковій температурі зовнішнього повітря зі статистичних фактичних даних попередніх років експлуатації.

У згаданій вище статті для побудови залежностей температури теплоносія від зовнішньої температури вирішується чисельним методом система нелінійних рівнянь. У цій статті будуть представлені «прямі» формули для обчислення температур води на «подачі» і на «зворотку», що є аналітичним рішенням задачі.

Про кольори осередків листа Excel, які застосовані для форматування у статтях, можна прочитати на сторінці « ».

Розрахунок у Excel температурного графіка опалення.

Отже, при налаштуванні роботи котла та/або теплового вузла від температури зовнішнього повітря в системі автоматики необхідно задати температурний графік.

Можливо, правильніше датчик температури повітря розмістити всередині будівлі та налаштувати роботу системи керування температурою теплоносія від температури внутрішнього повітря. Але часто буває складно вибрати місце встановлення датчика всередині через різні температури в різних приміщеннях об'єкта або через значну віддаленість цього місця від теплового вузла.

Розглянемо приклад. Припустимо, ми маємо об'єкт – будівлю або групу будівель, які отримують теплову енергію від одного загального закритого джерела теплопостачання – котельні та/або теплового вузла. Закрите джерело – джерело, з якого заборонено відбір гарячої води на водопостачання. У нашому прикладі вважатимемо, що крім прямого відбору гарячої води відсутня і відбір тепла на нагрівання води для гарячого водопостачання.

Для порівняння та перевірки правильності розрахунків візьмемо вихідні дані із вищезазначеної статті «Розрахунок водяного опалення за 5 хвилин!» і складемо в Excel невелику програму розрахунку температурного графікаопалення.

Вихідні дані:

1. Розрахункові (або фактичні) тепловтрати об'єкта (будівлі) Q ру Гкал/годину при розрахунковій температурі зовнішнього повітря t нрзаписуємо

в комірку D3: 0,004790

2. Розрахункову температуру повітря всередині об'єкту (будівлі) t врв °C вводимо

в комірку D4: 20

3. Розрахункову температуру зовнішнього повітря t нру °C заносимо

в комірку D5: -37

4. Розрахункову температуру води на «подачі» t прв °C вписуємо

в комірку D6: 90

5. Розрахункову температуру води на «зворотку» t орв °C вводимо

в комірку D7: 70

6. Показник нелінійності тепловіддачі застосованих приладів опалення nзаписуємо

в комірку D8: 0,30

7. Поточну (що цікавить нас) температуру зовнішнього повітря t ну °C заносимо

в комірку D9: -10

Значення в осередкахD3 – D8 для конкретного об'єкта записуються один раз і не змінюються. Значення в осередкуD8 можна (і потрібно) змінювати, визначаючи параметри теплоносія для різної погоди.

Результати розрахунків:

8. Розрахункова витрата води в системі Gрв т/годину обчислюємо

в комірці D11: = D3 * 1000 / (D6-D7) =0,239

Gр = Qр *1000/(tпр — tор )

9. Відносний тепловий потік qвизначаємо

у комірці D12: =(D4-D9)/(D4-D5) =0,53

q =(tвр — tн )/(tвр — tнр )

10. Температуру води на «подачі» tпу °C розраховуємо

в комірці D13: =D4+0,5*(D6-D7)*D12+0,5*(D6+D7-2*D4)*D12^(1/(1+D8)) =61,9

tп = tвр +0,5*(tпр – tор )* q +0,5*(tпр + tор -2* tвр )* q (1/(1+ n ))

11. Температуру води на "зворотку" tоу °C обчислюємо

в комірці D14: =D4-0,5*(D6-D7)*D12+0,5*(D6+D7-2*D4)*D12^(1/(1+D8)) =51,4

tо = tвр -0,5*(tпр – tор )* q +0,5*(tпр + tор -2* tвр )* q (1/(1+ n ))

Розрахунок у Excel температури води на «подачі» tпі на «звороті» tодля вибраної температури зовнішнього повітря tнвиконаний.

Зробимо аналогічний розрахунок для різних зовнішніх температур і побудуємо температурний графік опалення. (Про те, як будувати графіки в Excel можна прочитати.)

Здійснимо звіряння отриманих значень температурного графіка опалення з результатами, отриманими у статті «Розрахунок водяного опалення за 5 хвилин!» - Значення збігаються!

Підсумки.

Практична цінність представленого розрахунку температурного графіка опалення полягає в тому, що він враховує тип встановлених приладів та напрямок руху теплоносія в цих приладах. Коефіцієнт нелінійності тепловіддачі n, що помітно впливає на температурний графік опалення у різних приладів різний.

К.т.н. Петрущенков В.А., НДЛ "Промислова теплоенергетика", ФДАОУ ВО "Санкт-Петербурзький державний політехнічний університет Петра Великого", м. Санкт-Петербург

1. Проблема зниження проектного температурного графіка регулювання систем теплопостачання у межах країни

Протягом останніх десятиліть практично у всіх містах РФ спостерігається дуже значний розрив між фактичним та проектним температурними графіками регулювання систем теплопостачання. Як відомо, закриті та відкриті системи централізованого теплопостачанняу містах СРСР проектувалися при використанні якісного регулювання з температурним графіком регулювання сезонного навантаження 150-70 °С. Такий температурний графік широко застосовувався як для ТЕЦ, так і для районних котелень. Але, вже починаючи з кінця 70-х років, з'явилися суттєві відхилення температур мережної води у фактичних графіках регулювання від їх проектних значень при низьких температурах зовнішнього повітря. У розрахункових умовах за температурою зовнішнього повітря температура води в теплопроводах, що подають, знизилася з 150 °С до 85...115 °С. Вироблене зниження температурного графіка власниками теплових джерел зазвичай офіційно оформлялося, як робота за проектним графіком 150-70°С зі “зрізанням” при зниженій температурі 110...130°С. За більш низьких температур теплоносія передбачалася робота системи теплопостачання за диспетчерським графіком. Розрахункові обґрунтування такого переходу автору статті не відомі.

Перехід на знижений температурний графік, наприклад, 110-70 ° С з проектного графіка 150-70 ° С повинен спричинити ряд серйозних наслідків, які диктуються балансовими енергетичними співвідношеннями. У зв'язку із зменшенням розрахункової різниці температур мережної води у 2 рази за збереження теплового навантаження опалення, вентиляції необхідно забезпечити збільшення витрати мережної води для цих споживачів також у 2 рази. Відповідні втрати тиску по мережній воді в тепловій мережі та теплообмінному обладнанні теплоджерела та теплових пунктів при квадратичному законі опору зростуть у 4 рази. Необхідне збільшення потужності мережевих насосів має відбутися у 8 разів. Очевидно, що ні пропускна спроможність теплових мереж, спроектованих на графік 150-70 °С, ні встановлені мережеві насоси не дозволять забезпечити доставку теплоносія до споживачів із подвоєною витратою порівняно з проектним значенням.

У зв'язку з цим цілком зрозуміло, що для забезпечення температурного графіка 110-70 °С не на папері, а на ділі, буде потрібна радикальна реконструкція як теплоджерел, так і теплової мережі з тепловими пунктами, витрати на яку непосильні для власників систем теплопостачання.

Заборона застосування для теплових мереж графіків регулювання відпуску теплоти зі “зрізанням” за температурами, наведена в п.7.11 СНиП 41-02-2003 “Теплові мережі”, ніяк не змогла вплинути на повсюдну практику її застосування. В актуалізованій редакції цього документа СП 124.13330.2012 режим зі “зрізанням” за температурою не згадується взагалі, тобто прямої заборони на такий спосіб регулювання немає. Це означає, що мають вибиратися такі способи регулювання сезонного навантаження, за яких буде вирішено головне завдання – забезпечення нормованих температур у приміщеннях та нормованої температури води на потреби ГВП.

До затвердженого Переліку національних стандартів та склепінь правил (частин таких стандартів та склепінь правил), у результаті застосування яких на обов'язковій основі забезпечується дотримання вимог Федерального закону від 30.12.2009 № 384-ФЗ " Технічний регламентпро безпеку будівель та споруд" (Постанова Уряду РФ від 26.12.2014 № 1521) увійшли редакції БНіП після актуалізації. Це означає, що застосування "зрізання" температур сьогодні є цілком законним заходом, як з точки зору Переліку національних стандартів і склепінь правил, так та з погляду актуалізованої редакції профільного СНіП “Теплові мережі”.

Федеральний Закон № 190-ФЗ від 27 липня 2010 р. "Про теплопостачання", "Правила та норми технічної експлуатації житлового фонду" (затверджені Постановою Держбуду РФ від 27.09.2003 № 170), СО 153-34.20.501-20 експлуатації електричних станцій та мереж Російської Федерації” також не забороняють регулювання сезонного теплового навантаження зі “зрізанням” за температурою.

У 90-ті роки вагомими причинами, якими пояснювали радикальне зниження проектного температурного графіка, вважалися зношеність теплових мереж, арматури, компенсаторів, а також неможливість забезпечити необхідні параметри на теплових джерелах через стан теплообмінного обладнання. Незважаючи на великі обсяги ремонтних робіт, Що проводяться постійно в теплових мережах та на теплових джерелах в останні десятиліття, ця причина залишається актуальною і сьогодні для значної частини практично будь-якої системи теплопостачання.

Слід зазначити, що в технічних умовах на приєднання до теплових мереж більшості теплових джерел до цих пір наводиться проектний температурний графік 150-70 ° С, або близький до нього. За погодженням проектів центральних та індивідуальних теплових пунктів неодмінною вимогою власника теплової мережі є обмеження витрати мережевої води з теплопроводу теплової мережі, що подає, протягом усього опалювального періоду у суворій відповідності до проектного, а не реального температурного графіка регулювання.

В даний час у країні в масовому порядку відбувається розробка схем теплопостачання міст і поселень, в яких також проектні графіки регулювання 150-70 ° С, 130-70 ° С вважаються не тільки актуальними, а й дійсними на 15 років наперед. При цьому відсутні пояснення, як забезпечити такі графіки на практиці, не наводиться хоч зрозуміле обґрунтування можливості забезпечення приєднаного теплового навантаження при низьких температурах зовнішнього повітря в умовах реального регулювання сезонного теплового навантаження.

Такий розрив між декларованими та фактичними температурами теплоносія теплової мережі є ненормальним і ніяк не пов'язаний з теорією роботи систем теплопостачання, наведеною, наприклад, .

У цих умовах надзвичайно важливим є аналіз реального становища з гідравлічним режимом роботи теплових мереж та з мікрокліматом опалюваних приміщень при розрахунковій температурі зовнішнього повітря. Фактичне положення таке, що, незважаючи на значне зниження температурного графіка, при забезпеченні проектної витрати мережевої води в системах теплопостачання міст, як правило, немає значного зниження розрахункових температур у приміщеннях, які призводили б до резонансних звинувачень власників теплових джерел у невиконанні свого головного завдання: забезпечення нормативних температур у приміщеннях. У зв'язку з цим постають такі природні питання:

1. Чим пояснюється така сукупність фактів?

2. Чи можна не лише пояснити існуючий стан справ, а й обґрунтувати, виходячи із забезпечення вимог сучасної нормативної документації, або "зрізання" температурного графіка при 115 ° С, або новий температурний графік 115-70 (60) ° С при якісному регулюванні сезонного навантаження?

Ця проблема, звичайно, завжди привертає до себе загальну увагу. Тому з'являються публікації в періодичній пресі, в яких даються відповіді на поставлені питання та наводяться рекомендації щодо ліквідації розриву між проектними та фактичними параметрами системи регулювання теплового навантаження. В окремих містах вже проведено заходи щодо зниження температурного графіка та робиться спроба узагальнити результати такого переходу.

На наш погляд, найбільш опукло і ясно ця проблема обговорюється у статті Гершковича В.Ф. .

У ній відзначаються кілька надзвичайно важливих положень, що є, у тому числі узагальненням практичних дій щодо нормалізації роботи систем теплопостачання в умовах низькотемпературної зрізки. Зазначається, що практичні спроби збільшення витрати в мережі з метою приведення його у відповідність до зниженого температурного графіка не привели до успіху. Швидше, вони сприяли гідравлічному розрегулюванню теплової мережі, внаслідок якої витрати мережної води між споживачами перерозподілялися непропорційно до їх теплових навантажень.

У той же час при збереженні проектної витрати в мережі та зниженні температури води в лінії подачі навіть при низьких температурах зовнішнього повітря в ряді випадків вдалося забезпечити на прийнятному рівні температуру повітря в приміщеннях. Цей факт автор пояснює тим, що в навантаженні опалення дуже значна частина потужності посідає нагрівання свіжого повітря, що забезпечує нормативний повітрообмін приміщень. Реальний повітрообмін в холодні дні далекий від нормативного значення, тому що він не може бути забезпечений лише відкриттям кватирок та стулок віконних блоків чи склопакетів. У статті особливо наголошується, що російські норми повітрообміну у кілька разів перевищують норми Німеччини, Фінляндії, Швеції, США. Зазначається, що у Києві зниження температурного графіка за рахунок “зрізання” з 150 °С до 115 °С було реалізовано та не мало негативних наслідків. Аналогічна робота виконана у теплових мережах Казані та Мінська.

У цій статті розглянуто сучасний станРосійських вимог нормативної документації щодо повітрообміну приміщень. На прикладі модельних завдань з опосередкованими параметрами системи теплопостачання визначено вплив різних факторів на її поведінку при температурі води в лінії подачі 115 °С в розрахункових умовах за температурою зовнішнього повітря, в тому числі:

Зниження температури повітря в приміщеннях за збереження проектної витрати води в мережі;

Підвищення витрати води у мережі з метою збереження температури повітря у приміщеннях;

Зниження потужності системи опалення за рахунок зменшення повітрообміну для проектної витрати води в мережі за умови забезпечення розрахункової температури повітря в приміщеннях;

Оцінка потужності системи опалення за рахунок зменшення повітрообміну для фактично досяжної підвищеної витрати води в мережі за умови забезпечення розрахункової температури повітря в приміщеннях.

2. Вихідні дані для аналізу

Як вихідні дані прийнято, що є джерело теплопостачання з домінуючим навантаженням опалення та вентиляції, двотрубна теплова мережа, ЦТП та ІТП, прилади опалення, калорифери, водорозбірні крани. Вид системи теплопостачання не має важливого значення. Передбачається, що проектні параметри всіх ланок системи теплопостачання забезпечують нормальну роботусистеми теплопостачання, тобто, в приміщеннях всіх споживачів встановлюється розрахункова температура t в.р = 18 ° С при дотриманні температурного графіка теплової мережі 150-70 ° С, проектному значенні витрати мережної води, нормативному повітрообміні та якісному регулюванні сезонного навантаження. Розрахункова температура зовнішнього повітря дорівнює середній температурі холодної п'ятиденки з коефіцієнтом забезпеченості 0,92 на момент створення системи теплопостачання. Коефіцієнт змішування елеваторних вузлів визначається загальноприйнятим температурним графіком регулювання систем опалення 95-70 ° С і дорівнює 2,2.

Слід зазначити, що в актуалізованій редакції СНіП "Будівельна кліматологія" СП 131.13330.2012 для багатьох міст відбулося підвищення розрахункової температури холодної п'ятиденки на кілька градусів порівняно з редакцією документа СНіП 23-01-99.

3. Розрахунки режимів роботи системи теплопостачання за температури прямої мережевої води 115 °С

Розглядається робота у нових умовах системи теплопостачання, створеної протягом десятків років за сучасними для періоду будівництва нормами. Проектний температурний графік якісного регулювання сезонного навантаження 150-70 °С. Вважається, що у момент введення у роботу система теплопостачання виконувала свої функції точності.

В результаті аналізу системи рівнянь, що описують процеси у всіх ланках системи теплопостачання, визначається її поведінка при максимальній температурі води в лінії подачі 115 °С при розрахунковій температурі зовнішнього повітря, коефіцієнтах змішування елеваторних вузлів 2,2.

Одним із визначальних параметрів аналітичного дослідження є витрата мережної води на опалення, вентиляцію. Його величина приймається у таких випадках:

Проектне значення витрати відповідно до графіка 150-70 °С та заявленого навантаження опалення, вентиляції;

значення витрати, що забезпечує розрахункову температуру повітря в приміщеннях у розрахункових умовах за температурою зовнішнього повітря;

Фактичне максимально можливе значення витрати води з урахуванням встановлених мережевих насосів.

3.1. Зниження температури повітря в приміщеннях за умови збереження приєднаних теплових навантажень

Визначимо, як зміниться середня температура в приміщеннях при температурі мережної води в лінії подачі t o 1 =115 °С, проектній витраті мережевої води на опалення (вважатимемо, що все навантаження опалювальне, оскільки вентиляційне навантаження такого ж типу) , виходячи з проектного графіка 150-70 °С, за нормальної температури зовнішнього повітря t н.о =-25 °С. Вважаємо, що на всіх елеваторних вузлах коефіцієнти змішування і розрахункові та рівні

Для проектних розрахункових умов експлуатації системи теплопостачання ( , , , ) справедлива така система рівнянь:

де - середнє значення коефіцієнта теплопередачі всіх приладів опалення із загальною площею теплообміну F; у прилади опалення, G п =(1+u)G o , с – питома масова ізобарна теплоємність води, - середнє проектне значення коефіцієнта теплопередачі будівлі з урахуванням транспорту теплової енергії через зовнішні огородження загальною площею А та витрат теплової енергії на нагрівання нормативної витрати зовнішнього повітря.

При зниженій температурі мережної води в лінії подачі t o 1 =115 °C при збереженні проектного повітрообміну відбувається зниження середньої температури повітря в приміщеннях до величини t ст. Відповідна система рівнянь для розрахункових умов по зовнішньому повітрі матиме вигляд

, (3)

де n – показник ступеня у критеріальній залежності коефіцієнта теплопередачі приладів опалення від середнього температурного напору, див. табл. 9.2, с.44. Для найбільш поширених приладів опалення у вигляді чавунних секційних радіаторів та сталевих панельних конвекторів типу РСВ та РСГ під час руху теплоносія зверху донизу n=0,3.

Введемо позначення , , .

З (1)-(3) випливає система рівнянь

,

,

рішення якої мають вигляд:

, (4)

(5)

. (6)

Для заданих проектних значень параметрів системи теплопостачання

,

Рівняння (5) з урахуванням (3) для заданої температури прямої води в розрахункових умовах дозволяє отримати співвідношення для визначення температури повітря у приміщеннях:

Рішенням цього рівняння є t =8,7°C.

Відносна теплова потужність системи опалення дорівнює

Отже, при зміні температури прямої мережної води з 150 до 115 °С зниження середньої температури повітря в приміщеннях відбувається з 18 до 8,7 °С, теплова потужність системи опалення падає на 21,6%.

Розрахункові значення температур води у системі опалення прийнятого відхилення від температурного графіка рівні °С, °З.

Виконаний розрахунок відповідає випадку, коли витрата зовнішнього повітря під час роботи системи вентиляції та інфільтрації відповідає проектним нормативним значенням до температури зовнішнього повітря t н.о =-25°С. Так як в житлових будинках, як правило, застосовується природна вентиляція, що організовується мешканцями при провітрюванні за допомогою кватирок, віконних стулок і систем мікропровітрювання склопакетів, то можна стверджувати, що при низьких температурах зовнішнього повітря витрата холодного повітря, що надходить у приміщення, особливо після практично повної заміни віконних блоків на склопакети далекі від нормативного значення. Тому температура повітря в житлових приміщеннях за фактом значно вище за певне значення t =8,7°C.

3.2 Визначення потужності системи опалення за рахунок зниження вентиляції повітря приміщень при розрахунковій витраті мережної води

Визначимо, наскільки потрібно знизити витрати теплової енергії на вентиляцію в непроектному режимі, що розглядається, зниженої температури мережної води теплової мережі для того, щоб середня температура повітря в приміщеннях збереглася на нормативному рівні, тобто, t в = t в.р =18°C.

Система рівнянь, що описують процес роботи системи теплопостачання в цих умовах, набуде вигляду

Спільне рішення (2') із системами (1) та (3) аналогічно попередньому випадку дає наступні співвідношення для температур різних потоків води:

,

,

.

Рівняння для заданої температури прямої води в розрахункових умовах за температурою зовнішнього повітря дозволяє знайти зменшене відносне навантаження системи опалення (зменшено тільки потужність системи вентиляції, теплопередача через зовнішні огорожі точно збережена):

Рішенням цього рівняння є = 0,706.

Отже, при зміні температури прямої мережної води з 150°С до 115°З збереження температури повітря в приміщеннях на рівні 18°З можливе за рахунок зниження загальної теплової потужності опалювальної системи до 0,706 від проектного значення за рахунок зниження витрат на нагрівання зовнішнього повітря. Теплова потужність системи опалення знижується на 29,4%.

Розрахункові значення температур води прийнятого відхилення від температурного графіка дорівнюють °С, °С.

3.4 Збільшення витрати мережної води з метою забезпечення нормативної температури повітря у приміщеннях

Визначимо, як має збільшитися витрата мережної води в тепловій мережі на потреби опалення при зниженні температури мережної води в лінії подачі до t o 1 =115°С в розрахункових умовах за температурою зовнішнього повітря t н.о =-25°С, щоб середня температура в повітря в приміщеннях збереглося на нормативному рівні, тобто, t = t в.р = 18°C. Вентиляція приміщень відповідає проектному значенню.

Система рівнянь, що описують процес роботи системи теплопостачання, у цьому випадку набуде вигляду з урахуванням зростання значення витрати мережної води до G o у та витрати води через системи опалення G пу =G оу (1+u) при незмінному значенні коефіцієнта змішування елеваторних вузлів u= 2.2. Для наочності відтворимо у цій системі рівняння (1)

.

З (1), (2”), (3') випливає система рівнянь проміжного виду

Рішення наведеної системи має вигляд:

°С, t o 2 =76,5°С,

Отже, при зміні температури прямої мережевої води з 150 °С до 115 °С збереження середньої температури повітря в приміщеннях на рівні 18 °С можливе за рахунок збільшення витрати мережної води в лінії зворотної лінії теплової мережі на потреби систем опалення та вентиляції в 2 08 рази.

Очевидно, що такого запасу витрати мережної води немає і на теплоджерелах, і на насосних станціяхза їх наявності. Крім того, настільки високе збільшення витрати мережної води призведе до зростання втрат тиску на тертя в трубопроводах теплової мережі та в обладнанні теплових пунктів та теплоджерела більш ніж у 4 рази, що неможливо реалізувати через відсутність запасу мережних насосів за напором та потужністю двигунів . Отже, збільшення витрати мережної води у 2,08 рази за рахунок зростання лише кількості встановлених мережевих насосів при збереженні їхнього напору неминуче призведе до незадовільної роботи елеваторних вузлів та теплообмінників більшої частини теплових пунктів системи теплопостачання.

3.5 Зниження потужності системи опалення за рахунок зниження вентиляції повітря приміщень за умов підвищеної витрати мережної води

Для деяких теплоджерел витрата мережної води в магістралях може бути забезпечена вище за проектне значення на десятки відсотків. Це пов'язано як зі зменшенням теплових навантажень, що мало місце в останні десятиліття, так і з наявністю певного резерву продуктивності встановлених мережевих насосів. Приймемо максимальне відносне значення витрати мережної води рівним =1,35 від проектного значення. Зважимо також на можливе підвищення розрахункової температури зовнішнього повітря за даними СП 131.13330.2012.

Визначимо, наскільки необхідно знизити середню витрату зовнішнього повітря на вентиляцію приміщень у режимі зниженої температури мережної води теплової мережі, щоб середня температура повітря в приміщеннях збереглася на нормативному рівні, тобто t =18 °C.

Для зниженої температури мережної води в лінії подачі t o 1 =115°C відбувається зниження витрати повітря в приміщеннях з метою збереження розрахункового значення t =18°C в умовах зростання витрати мережної води в 1,35 рази і підвищення розрахункової температури холодної п'ятиденки. Відповідна система рівнянь для нових умов матиме вигляд

Відносне зниження теплової потужності системи опалення дорівнює

. (3’’)

З (1), (2'''), (3'') випливає рішення

,

,

.

Для заданих значень параметрів системи теплопостачання =1,35:

; = 115 ° С; = 66 ° С; = 81,3 °С.

Зважимо також на підвищення температури холодної п'ятиденки до величини t н.о_ =-22 °C. Відносна теплова потужність системи опалення дорівнює

Відносна зміна сумарних коефіцієнтів теплопередачі рівна і зумовлена ​​зниженням витрати повітря системи вентиляції.

Для будинків будівництва до 2000 р. частка витрат теплової енергії на вентиляцію приміщень у центральних районах РФ становить 40...45%, відповідно, падіння витрати повітря системи вентиляції має відбутися приблизно в 1,4 рази, щоб загальний коефіцієнт теплопередачі становив 89% від проектного значення .

Для будинків споруди після 2000 р. частка витрат на вентиляцію підвищується до 50…55%, падіння витрати повітря системи вентиляції приблизно 1,3 разу збереже розрахункову температуру повітря у приміщеннях.

Вище 3.2 показано, що при проектних значеннях витрат мережної води, температури повітря в приміщеннях і розрахункової температури зовнішнього повітря зниження температури мережевої води до 115°С відповідає відносна потужність системи опалення 0,709. Якщо це зниження потужності відносити на зменшення нагріву вентиляційного повітря, то для будинків будівництва до 2000 р. падіння витрати повітря системи вентиляції приміщень має відбутися приблизно в 3,2 рази, для будинків будівництва після 2000 р. - в 2,3 рази.

Аналіз даних вимірювань вузлів обліку теплової енергії окремих житлових будинківпоказує, що зменшення споживаної теплової енергії в холодні дні відповідає зниженню нормативного повітрообміну в 2,5 рази та вище.

4. Необхідність уточнення розрахункового навантаження опалення систем теплопостачання

Нехай заявлене навантаження системи опалення, створеної останні десятиліття, дорівнює . Це навантаження відповідає розрахунковій температурі зовнішнього повітря, актуальному в період будівництва, що приймається для визначеності t н.о = -25 °С.

Нижче наводиться оцінка фактичного зниження заявленого розрахункового опалювального навантаження, спричинена впливом різних факторів.

Підвищення розрахункової температури зовнішнього повітря до -22 °С знижує розрахункове навантаження опалення до величини (18+22)/(18+25)х100%=93%.

Крім того, такі фактори призводять до зниження розрахункового навантаження опалення.

1. Заміна віконних блоків на склопакети, що відбулася майже повсюдно. Частка трансмісійних втрат теплової енергії через вікна становить близько 20% загального навантаження опалення. Заміна віконних блоків на склопакети призвела до збільшення термічного опору з 0,3 до 0,4 м 2 К/Вт, відповідно, теплова потужність тепловтрат зменшилася до величини: х100% = 93,3%.

2. Для житлових будинків частка вентиляційного навантаження в навантаженні опалення в проектах, виконаних на початок 2000-х років, становить близько 40…45%, пізніше – близько 50…55%. Приймемо середню частку вентиляційної складової в навантаженні опалення в розмірі 45% від навантаження опалення, що заявляється. Вона відповідає кратності повітрообміну 1,0. За сучасними нормами СТО максимальна кратність повітрообміну становить 0,5, середньодобова кратність повітрообміну для житлового будинку – на рівні 0,35. Отже, зниження норми повітрообміну з 1,0 до 0,35 призводить до падіння опалювального навантаження житлової будівлі до величини:

х100% = 70,75%.

3. Вентиляційне навантаження різними споживачами затребуване випадковим чином, тому, як і навантаження ГВП для теплоджерела, її величина підсумовується не адитивно, а з урахуванням коефіцієнтів годинної нерівномірності. Частка максимального навантаження вентиляції у складі заявленого навантаження опалення становить 0,45х0,5/1,0=0,225 (22,5%). Коефіцієнт годинної нерівномірності оцінно приймемо таким самим, як і для ГВП, рівним K час.вент =2,4. Отже, загальне навантаження систем опалення для теплоджерела з урахуванням зниження вентиляційного максимального навантаження, заміни віконних блоків на склопакети та неодночасності запиту вентиляційного навантаження складе величину 0,933х(0,55+0,225/2,4)х100%=6 .

4. Облік підвищення розрахункової температури зовнішнього повітря призведе до ще більшого падіння розрахункового навантаження опалення.

5. Виконані оцінки показують, що уточнення теплового навантаження систем опалення може призвести до зниження на 30...40%. Таке зниження навантаження опалення дозволяє очікувати, що при збереженні проектної витрати мережної води розрахункова температура повітря в приміщеннях може бути забезпечена при реалізації зрізання температури прямої води при 115 °С для низьких температур зовнішнього повітря (див. результати 3.2). Ще з великою основою це можна затверджувати за наявності резерву у величині витрати мережної води на тепловому джерелі системи теплопостачання (див. результати 3.4).

Наведені оцінки носять ілюстративний характер, але з них випливає, що, виходячи з сучасних вимог нормативної документації, очікується як істотне зниження сумарного розрахункового навантаження опалення існуючих споживачів для теплового джерела, так і технічно обґрунтованого режиму роботи зі зрізанням температурного графіка регулювання сезонного навантаження. лише на рівні 115°С. Необхідний рівень реального зниження заявленого навантаження систем опалення має визначатися під час проведення натурних випробувань для споживачів конкретної теплової магістралі. Розрахункова температура зворотної мережі також підлягає уточненню при проведенні натурних випробувань.

Слід мати на увазі, що якісне регулювання сезонного навантаження не є стійким з точки зору розподілу теплової потужності по опалювальних приладах для вертикальних однотрубних систем опалення. Тому у всіх розрахунках, наведених вище, при забезпеченні середньої розрахункової температури повітря в приміщеннях буде мати місце деяка зміна температури повітря в приміщеннях стояка в опалювальний період при різній температурі зовнішнього повітря.

5. Проблеми у реалізації нормативного повітрообміну приміщень

Розглянемо структуру витрат теплової потужності системи опалення жилого будинку. Основними складовими теплових втрат, компенсованих надходженням теплоти від опалювальних приладів, є трансмісійні втрати через зовнішні огорожі, а також витрати на нагрівання зовнішнього повітря, що надходить в приміщення. Витрата свіжого повітря для житлових будинків визначається вимогами санітарно-гігієнічних норм, що наведені у розділі 6.

У житлових будинки x система вентиляції, як правило, природна. Норма витрати повітря забезпечується періодичним відкриттям кватирок та стулок вікон. При цьому слід мати на увазі, що з 2000 р. суттєво зросли вимоги до теплозахисних властивостей зовнішніх огорож, насамперед стін (у 2…3 рази).

З практики розробки енергетичних паспортів житлових будівель випливає, що для будівель споруди з 50-х по 80-і роки минулого століття в центральному та північно-західному регіонах частка теплової енергії на нормативну вентиляцію (інфільтрацію) становила 40…45%, для будівель, збудованих пізніше, 45...55%.

До появи склопакетів регулювання повітрообміну проводилося кватирками і фрамугами, причому в холодні дні частота їхнього відкривання знижувалася. При широкому поширенні склопакетів забезпечення нормативного повітрообміну стало ще більшою проблемою. Це пов'язано зі зменшенням у десятки разів неконтрольованої інфільтрації через щілини і з тим, що часте провітрювання за допомогою відкриття стулок вікон, що тільки може забезпечити нормативний повітрообмін, за фактом не відбувається.

На цю тему є публікації, наприклад, . Навіть під час проведення періодичного провітрювання відсутні якісь кількісні показники, що свідчать про повітрообмін приміщень та його порівняння з нормативним значенням. В результаті за фактом повітрообмін далекий від нормативного і виникає низка проблем: зростає відносна вологість, утворюється конденсат на склінні, з'являється цвіль, виникають стійкі запахи, підвищується вміст Вуглекислий газу повітрі, що разом призвело до появи терміна “синдром хворих будинків”. В окремих випадках через різке зниження повітрообміну виникає розрідження в приміщеннях, що призводить до перекидання руху повітря у витяжних каналах і до надходження холодного повітря до приміщень, перетікання брудного повітря з однієї квартири в іншу, обмерзання стінок каналів. Як наслідок, перед будівельниками виникає проблема щодо використання більш досконалих систем вентиляції, здатних забезпечити економію витрат на опалення. У зв'язку з цим необхідно застосовувати системи вентиляції з регульованим припливом та видаленням повітря, системи опалення з автоматичним регулюваннямподачі тепла на прилади опалення (в ідеалі – системи з поквартирним підключенням), герметичні вікна та вхідні дверіу квартири.

Підтвердженням того, що система вентиляції житлових будівель працює з продуктивністю, суттєво меншою за проектну, є нижчі, порівняно з розрахунковими, витрати теплової енергії протягом опалювального періоду, що фіксуються вузлами обліку теплової енергії будівель.

Виконаний співробітниками СПбДПУ розрахунок системи вентиляції житлового будинку показав таке. Природна вентиляція в режимі вільного припливу повітря в середньому за рік майже в 50% часу менша за розрахункову (перетин витяжного каналу спроектовано за діючими нормами вентиляції багатоквартирних житлових будинків для умов Санкт-Петербурга на нормативний повітрообмін для зовнішньої температури+5 °С), в 13% часу вентиляція більш ніж у 2 рази менша за розрахункову, і в 2% часу вентиляція відсутня. Значна частина опалювального періоду при температурі зовнішнього повітря менше +5 °С вентиляція перевищує нормативне значення. Тобто, без спеціального регулювання за низької температури зовнішнього повітря забезпечити нормативний повітрообмін неможливо, при температурах зовнішнього повітря більше +5°С повітрообмін буде нижчим за нормативний, якщо не застосовувати вентилятор.

6. Еволюція нормативних вимог до повітрообміну приміщень

Витрати на нагрівання зовнішнього повітря визначаються вимогами, наведеними в нормативній документації, які протягом тривалого будівництва будівель зазнали ряд змін.

Розглянемо ці зміни з прикладу житлових багатоквартирних будинків.

У СНиП II-Л.1-62, частина II, розділ Л, глава 1, що діяли до квітня 1971 р., норми повітрообміну для житлових кімнат становили 3 м 3 /год на 1 м 2 площі кімнат, для кухні з електроплитами кратність повітрообміну 3, але не менше 60 м 3 /год, для кухні з газовою плитою- 60 м 3 /год для двоконфорочних плит, 75 м 3 / год - для триконфорочних плит, 90 м 3 / год - для чотирьохконфорочних плит Розрахункова температура житлових кімнат +18 °С, кухні +15 °С.

У СНиП II-Л.1-71, частина II, розділ Л, глава 1, що діяли до липня 1986, вказані аналогічні норми, але для кухні з електроплитами виключена кратність повітрообміну 3.

У СНиП 2.08.01-85, що діяли до січня 1990 р., норми повітрообміну для житлових кімнат становили 3 м 3 /год. на 1 м 2 площі кімнат, для кухні без зазначення типу плит 60 м 3 /год. Незважаючи на різну нормативну температуру в житлових приміщеннях та на кухні, теплотехнічних розрахунківзапропоновано приймати температуру внутрішнього повітря +18 °С.

У СНиП 2.08.01-89, що діяли до жовтня 2003 р., норми повітрообміну такі ж, як і в СНіП II-Л.1-71, частина II, розділ Л, розділ 1. Зберігається вказівка ​​про температуру внутрішнього повітря +18° З.

У СНиП 31-01-2003, що діють досі, з'являються нові вимоги, наведені в 9.2-9.4:

9.2 Розрахункові параметри повітря у приміщеннях житлового будинку слід приймати за оптимальними нормами ГОСТ 30494. Кратність повітрообміну у приміщеннях слід приймати відповідно до таблиці 9.1.

Таблиця 9.1

Приміщення	Кратність чи величина повітрообміну, м 3 на годину, не менше
	у неробочому	в режимі обслуговування
Спальна, загальна, дитяча кімната	0,2	1,0
Бібліотека, кабінет	0,2	0,5
Комора, білизняна, вбиральня	0,2	0,2
Тренажерний зал, більярдна	0,2	80 м 3
Пральна, прасувальна, сушильна	0,5	90 м 3
Кухня з електроплитою	0,5	60 м 3
Приміщення з газовикористовуючим обладнанням	1,0	1,0+100 м 3
Приміщення з теплогенераторами та печами на твердому паливі	0,5	1,0+100 м 3
Ванна, душова, вбиральня, суміщений санвузол	0,5	25 м 3
Сауна	0,5	10 м 3 на 1 особу
Машинне відділення ліфта	-	За розрахунком
Автостоянка	1,0	За розрахунком
Сміттєзбірна камера	1,0	1,0

Кратність повітрообміну у всіх вентильованих приміщеннях, не зазначених у таблиці, у неробочому режимі повинна становити не менше 0,2 обсягу приміщення на годину.

9.3 При теплотехнічному розрахунку огороджувальних конструкцій житлових будівель слід приймати температуру внутрішнього повітря опалюваних приміщень не менше 20 °С.

9.4 Система опалення та вентиляції будівлі повинна бути розрахована на забезпечення у приміщеннях протягом опалювального періоду температури внутрішнього повітря в межах оптимальних параметрів, встановлених ГОСТ 30494, за розрахункових параметрів зовнішнього повітря для відповідних районів будівництва.

Звідси видно, що, по-перше, виникають поняття режиму обслуговування приміщення та неробочого режиму, під час дії яких пред'являються, зазвичай, дуже різні кількісні вимоги до повітрообміну. Для житлових приміщень (спальні, загальні кімнати, дитячі кімнати), що становлять значну частину площі квартири, норми повітрообміну за різних режимів відрізняються в 5 разів. Температура повітря в приміщеннях при розрахунку теплових втрат будівлі, що проектується, повинна прийматися не менше 20°С. У житлових приміщеннях нормується кратність повітрообміну, незалежно від площі та кількості мешканців.

В актуалізованій редакції СП 54.13330.2011 частково відтворено інформацію СНіП 31-01-2003 у початковій редакції. Норми повітрообміну для спалень, загальних кімнат, дитячих кімнат при загальній площі квартири на одну особу менше 20 м 2 – 3 м 3 /год на 1 м 2 площі кімнат; те ж при загальній площі квартири на одну особу більше 20 м 2 - 30 м 3 /год на одну особу, але не менше 0,35 год -1; для кухні з електроплитами 60 м3/год, для кухні з газовою плитою 100 м3/год.

Отже, для визначення середньодобового годинного повітрообміну необхідно призначати тривалість кожного з режимів, визначати витрату повітря в різних приміщенняхпротягом кожного режиму і потім обчислювати середньогодинну потребу квартири у свіжому повітрі, а потім і будинки загалом. Багаторазова зміна повітрообміну в конкретній квартирі протягом доби, наприклад, за відсутності людей у ​​квартирі робочий часабо у вихідні дні призведе до суттєвої нерівномірності повітрообміну протягом доби. Водночас очевидно, що неодночасна дія вказаних режимів у різних квартирах призведе до вирівнювання навантаження будинку на потреби вентиляції та неадитивного складання цього навантаження у різних споживачів.

Можна провести аналогію з неодночасним використанням навантаження ГВП споживачами, що зобов'язує вводити коефіцієнт годинної нерівномірності щодо навантаження ГВП для теплоджерела. Як відомо, його величина для значної кількості споживачів у нормативній документації приймається 2,4. Аналогічне значення для вентиляційної складової навантаження опалення дозволяє вважати, що відповідне сумарне навантаження також за фактом зменшуватиметься, як мінімум, у 2,4 рази у зв'язку з неодночасним відкриттям кватирок та вікон у різних житлових будинках. У громадських та виробничих будинках спостерігається аналогічна картина з тією відмінністю, що в неробочий час вентиляція мінімальна і визначається лише інфільтрацією через нещільність у світлових огородженнях та зовнішніх дверях.

Врахування теплової інерції будівель дозволяє також орієнтуватися на середньодобові значення витрат теплової енергії на нагрівання повітря. Тим більше, що у більшості систем опалення відсутні термостати, що забезпечують підтримання температури повітря у приміщеннях. Відомо також, що центральне регулюваннятемператури мережевої води в лінії подачі для систем теплопостачання ведеться за температурою зовнішнього повітря, що опосередковується за період тривалістю близько 6-12 годин, а іноді і за більший час.

Отже, необхідно виконати розрахунки нормативного середнього повітряобміну для житлових будинків різних серій з метою уточнення розрахункового опалювального навантаження будівель. Аналогічну роботу необхідно зробити для громадських та виробничих будівель.

Слід зазначити, що зазначені чинні нормативні документи поширюються на новопроектовані будівлі в частині проектування систем вентиляції приміщень, але побічно вони не тільки можуть, а й повинні бути керівництвом до дії при уточненні теплових навантажень усіх будівель, у тому числі тих, що були збудовані іншим, наведеним вище нормам.

Розроблено та опубліковано стандарти організацій, що регламентують норми повітрообміну в приміщеннях багатоквартирних житлових будівель. Наприклад, СТО НВО АВОК 2.1-2008, СТО СРО НП СПАС-05-2013, Енергозбереження у будинках. Розрахунок та проектування систем вентиляції житлових багатоквартирних будівель (Затверджено загальними зборамиСРО НП СПАС від 27.03.2014 р.).

В основному, в цих документах норми відповідають СП 54.13330.2011 при деяких зниженнях окремих вимог (наприклад, для кухні з газовою плитою до 90(100) м 3 /год не додається одноразовий повітрообмін, в неробочий час в кухні такого типу допускається повітрообмін ,5 год -1 тоді як у СП 54.13330.2011 – 1,0 год -1).

У довідковому Додатку У СТО СРО НП СПАС-05-2013 наводиться приклад розрахунку необхідного повітрообміну для трикімнатної квартири.

Вихідні дані:

Загальна площа квартири F заг = 82,29 м2;

Площа житлових приміщень F жил = 43,42 м 2;

Площа кухні - F кх = 12,33 м2;

Площа ванної кімнати - F вн = 2,82 м2;

Площа вбиральні - F уб = 1,11 м 2;

Висота приміщень h = 26 м;

На кухні встановлена ​​електроплита.

Геометричні характеристики:

Об'єм опалювальних приміщень V = 221,8 м 3;

Об'єм житлових приміщень V жил = 112,9 м3;

Об'єм кухні V кх = 32,1 м 3;

Об'єм вбиральні V уб = 2,9 м 3 ;

Об'єм ванної кімнати V вн = 7,3 м3.

З наведеного розрахунок повітрообміну випливає, що система вентиляції квартири має забезпечувати розрахунковий повітрообмін у режимі обслуговування (в режимі проектної експлуатації) – L тр раб = 110,0 м 3 /год; у неробочому режимі – L тр раб = 22,6 м 3 /год. Наведені витрати повітря відповідають кратності повітрообміну 110,0/221,8=0,5 год -1 режиму обслуговування і 22,6/221,8=0,1 год -1 для неробочого режиму.

Наведена в цьому розділі інформація показує, що у існуючих нормативні документипри різній заселеності квартир максимальна кратність повітрообміну знаходиться в діапазоні 0,35 ... 0,5 год -1 за опалювальним обсягом будівлі, в неробочому режимі - на рівні 0,1 год -1. Це означає, що при визначенні потужності системи опалення, що компенсує трансмісійні втрати теплової енергії та витрати на підігрів зовнішнього повітря, а також витрати мережної води на потреби опалення можна орієнтуватися у першому наближенні на середнє за добу значення кратності повітрообміну житлових багатоквартирних будинків 0,35 год. 1 .

Аналіз енергетичних паспортів житлових будинків, розроблених відповідно до СНиП 23-02-2003 "Тепловий захист будівель", показує, що при обчисленні навантаження опалення будинку кратність повітрообміну відповідає рівню 0,7 год -1 , що в 2 рази перевищує рекомендоване вище значення, що не суперечить вимогам сучасних СТО.

Необхідно зробити уточнення опалювального навантаження будівель, збудованих за типовими проектами, виходячи із зменшеного середнього значення кратності повітрообміну, що відповідатиме існуючим російським нормам та дозволить наблизитися до норм низки країн Євросоюзу та США.

7. Обґрунтування зниження температурного графіка

У розділі 1 показано, що температурний графік 150-70 ° С у зв'язку з фактичною неможливістю його застосування в сучасних умовах повинен бути знижений або модифікований шляхом обґрунтування "зрізання" за температурою.

Наведені вище обчислення різних режимів роботи системи теплопостачання у нерозрахункових умовах дозволяють запропонувати таку стратегію щодо внесення змін до регулювання теплового навантаження споживачів.

1. На перехідний період запровадити температурний графік 150-70 °З зі “зрізанням” 115 °С. При такому графіку витрата мережної води в тепловій мережі для потреб опалення, вентиляції зберегти на існуючому рівні, що відповідає проектному значенню, або з невеликим перевищенням, виходячи з продуктивності встановлених мережевих насосів. У діапазоні температур зовнішнього повітря, що відповідає “зрізуванню”, вважати розрахункове навантаження опалення споживачів зниженим у порівнянні з проектним значенням. Зменшення опалювального навантаження відносити за рахунок зниження витрат теплової енергії на вентиляцію, виходячи із забезпечення необхідного середньодобового повітрообміну житлових багатоквартирних будівель за сучасними нормами на рівні 0,35 год -1.

2. Організувати роботу з уточнення навантажень систем опалення будівель шляхом розробки енергетичних паспортів будівель житлового фонду, громадських організацій та підприємств, звернувши увагу насамперед на вентиляційне навантаження будівель, що входить до навантаження систем опалення з урахуванням сучасних нормативних вимогпо повітрообміну приміщень. З цією метою необхідно для будинків різної поверховості, перш за все, типових серійздійснити розрахунок теплових втрат, як трансмісійних, і на вентиляцію відповідно до сучасними вимогами нормативної документації РФ.

3. На основі натурних випробувань врахувати тривалість характерних режимів експлуатації систем вентиляції та неодночасність їхньої роботи у різних споживачів.

4. Після уточнення теплових навантажень систем опалення споживачів розробити графік регулювання сезонного навантаження 150-70 °С із “зрізанням” на 115 °С. Можливість переходу на класичний графік 115-70 ° С без "зрізання" при якісному регулюванні визначити після уточнення знижених навантажень опалення. Температуру зворотної мережної води уточнити під час розробки зниженого графіка.

5. Рекомендувати проектувальникам, забудовникам нових житлових будівель та ремонтним організаціям, що виконують капітальний ремонт старого житлового фонду, застосування сучасних систем вентиляції, що дозволяють проводити регулювання повітрообміну, у тому числі механічних із системами рекуперації теплової енергії забрудненого повітря, а також введення термостатів для регулювання потужності опалення.

Література

1. Соколов Є.Я. Теплофікація та теплові мережі, 7-е вид., М: Видавництво МЕІ, 2001 р.

2. Гершковіч В.Ф. “Сто п'ятдесят… Норма чи перебір? Роздуми про параметри теплоносія…” // Енергозбереження у будинках. - 2004 - № 3 (22), Київ.

3. Внутрішні санітарно-технічні устрою. О 3 год. Ч.1 Опалення/ В.М. Богословський, Б.А. Крупнов, О.М. Сканаві та ін; За ред. І.Г. Староверова та Ю.І. Шиллера, - 4-те вид., перероб. та дод. - М.: Будвидав, 1990. -344 с.: Іл. – (Довідник проектувальника).

4. Самарін О.Д. Теплофізика. Енергозбереження. Енергоефективність/Монографія. М: Видавництво АСВ, 2011.

6. А.Д. Кривошеїн, Енергозбереження у будинках: світлопрозорі конструкції та вентиляція приміщень // Архітектура та будівництво Омської області, №10 (61), 2008 р.

7. Н.І. Ватін, Т.В. Самопляс "Системи вентиляції житлових приміщень багатоквартирних будинків", СПб, 2004 р.

Побудувати для закритої системи теплопостачання графік центрального якісного регулювання відпуску теплоти за суміщеним навантаженням опалення та гарячого водопостачання (підвищений або скоригований температурний графік).

Прийняти розрахункові температури мережної води в магістралі, що подає t 1 = 130 0 С у зворотній магістралі t 2 = 70 0 С, після елеватора t 3 = 95 0 С. Розрахункова температура зовнішнього повітря для проектування опалення tнро = -31 0 С. Розрахункова температура повітря всередині приміщення tв = 18 0 С. Розрахункові теплові потоки прийняти ті ж самі. Температура гарячої води у системах гарячого водопостачання tгв = 60 0 С, температура холодної води t с = 50С. Балансовий коефіцієнт для навантаження гарячого водопостачання a б = 1,2. Схема включення водопідігрівачів систем гарячого водопостачання двоступенева послідовна.

Рішення.Попередньо виконаємо розрахунок та побудову опалювально-побутового графіка температур з температурою мережевої води в трубопроводі, що подає, для точки зламу =70 0 С. Значення температур мережевої води для систем опалення t 01 ; t 02 ; t 03 визначимо використовуючи розрахункові залежності (13), (14), (15) для температури зовнішнього повітря tн = +8; 0; -10; -23; -31 0 С

Визначимо, використовуючи формули (16), (17), (18), значення величин

Для tн = +8 0С значення t 01, t 02 ,t 03 відповідно становитимуть:

Аналогічно виконуються розрахунки температур мережної води та інших значень tн. Використовуючи розрахункові дані та прийнявши мінімальну температуру мережної води в трубопроводі, що подає = 70 0 С, побудуємо опалювально-побутовий графік температур (див. рис. 4). Точці зламу температурного графіка будуть відповідати температурі мережної води = 70 0 С, = 44,9 0 С, = 55,3 0 С, температура зовнішнього повітря = -2,5 0 С. у таблицю 4. Далі приступаємо до розрахунку підвищеного температурного графіка. Задавшись величиною недогріву D tн = 7 0 З визначимо температуру водопровідної води, що нагрівається після водопідігрівача першого ступеня

Визначимо за формулою (19) балансове навантаження гарячого водопостачання

За формулою (20) визначимо сумарний перепад температури мережної води dв обох щаблях водопідігрівачів

Визначимо за формулою (21) перепад температур мережевої води у водопідігрівачі першого ступеня для діапазону температур зовнішнього повітря від tн = +8 0 С до t"н = -2,5 0 С

Визначимо для зазначеного діапазону температур зовнішнього повітря перепад температур мережевої води у другому ступені водопідігрівача

Визначимо використовуючи формули (22) та (25) значення величин d 2 та d 1 для діапазону температури зовнішнього повітря tн від t"н = -2,5 0 С до t 0 = -31 0 С. Так, для tн = -10 0 С ці значення становитимуть:

Аналогічно виконаємо розрахунки величин d 2 та d 1 для значень tн = -23 0 С tн = –31 0 С. Температури мережної води та в трубопроводі, що подає і зворотному, для підвищеного температурного графіка визначимо за формулами (24) і (26).

Так, для tн = +8 0 С tн = -2,5 0 С ці значення становитимуть

для tн = -100С

Аналогічно виконаємо розрахунки для значень tн = -23 0 С та -31 0 С. Отримані значення величин d 2, d 1, , зведемо таблицю 4.

Для побудови графіка температури мережної води у зворотному трубопроводі після калориферів систем вентиляції у діапазоні температур зовнішнього повітря tн = +8 -2,5 0 З використовуємо формулу (32)

Визначимо значення t 2v для tн = +8 0 С. Попередньо поставимо значення 0 С. Визначимо температурні напори в калорифері і відповідно для tн = +8 0 С tн = -2,5 0 С

Обчислимо ліві та праві частини рівняння

Ліва частина

Права частина

Оскільки чисельні значення правої та лівої частин рівняння близькі за значенням (не більше 3%), приймемо значення як остаточне.

Для систем вентиляції з рециркуляцією повітря визначимо, використовуючи формулу (34) температуру мережної води після калориферів t 2v для tн = tнро = -31 0 C.

Тут значення D t ; t ; tвідповідають tн = t v = -23 0 С. Оскільки даний вираз вирішується методом підбору, заздалегідь задамося значенням t 2v = 51 0 С. Визначимо значення D tдо і D t

Оскільки ліва частина виразу близька за значенням правої (0,99»1), прийняте попередньо значення t 2v = 51 0 З вважатимемо остаточним. Використовуючи дані таблиці 4 побудуємо опалювально-побутову та підвищену температурні графіки регулювання (див. рис. 4).

Таблиця 4 – Розрахунок температурних графіків регулювання для закритої системи теплопостачання.

t Н	t 10	t 20	t 30	d 1	d 2	t 1П	t 2П	t 2V
+8	70	44,9	55,3	5,9	8,5	75,9	36,4	17
-2,5	70	44,9	55,3	5,9	8,5	75,9	36,4	44,9
-10	90,2	5205	64,3	4,2	10,2	94,4	42,3	52,5
-23	113,7	63,5	84,4	1,8	12,5	115,6	51	63,5
-31	130	70	95	0,4	14	130,4	56	51

Рис.4. Температурні графіки регулювання для закритої системи теплопостачання (¾ опалювально-побутовий; --- підвищений)

Побудувати для відкритої системи теплопостачання скоригованого (підвищеного) графіка центрального якісного регулювання. Прийняти балансовий коефіцієнт aб = 1,1. Прийняти мінімальну температуру мережної води в трубопроводі, що подає, для точки зламу температурного графіка 0 С. Інші вихідні дані взяти з попередньої частини.

Рішення. Спочатку будуємо графіки температур , , використовуючи розрахунки за формулами (13); (14); (15). Далі збудуємо опалювально-побутовий графік, точці зламу якого відповідають значення температур мережної води 0 С; 0 C; 0 C, температура зовнішнього повітря 0 C. Далі приступаємо до розрахунку скоригованого графіка. Визначимо балансове навантаження гарячого водопостачання

Визначимо коефіцієнт відношення балансового навантаження на гаряче водопостачання до розрахункового навантаження на опалення

Для низки температур зовнішнього повітря tн = +80С; -10 0; -25 0; -31 0 С, визначимо відносну витрату теплоти на опалення за формулою (29); Наприклад для tн = -10 складе:

Потім, прийнявши відомі з попередньої частини значення t c; t h; q; Dtвизначимо, використовуючи формулу (30), для кожного значення tн відносні витрати мережевої води на опалення.

Наприклад, для tн = -10 0 З складе:

Аналогічно виконаємо розрахунки та інших значень tн.

Температури мережної води в подаючому t 1п та зворотному t 2п трубопроводах для скоригованого графіка визначимо за формулами (27) та (28).

Так, для tн = -10 0 З отримаємо

Виконаємо розрахунки t 1п та t 2п та для інших значень tн. Визначимо використовуючи розрахункові залежності (32) та (34) температури мережної води t 2v після калориферів систем вентиляції для tн = +8 0 С tн = -31 0 С (за наявності рециркуляції). При значенні tн = +8 0 З поставимо попередньо величиною t 2v = 23°C.

Визначимо значення Dtдо і Dtдо

;

Оскільки чисельні значення лівої та правої частин рівняння близькі, прийняте попередньо значення t 2v = 23 0 C , вважатимемо остаточним. Визначимо також значення t 2v при tн = t 0 = -31 0 C. Задамося попередньо значенням t 2v = 47 0 C

Обчислимо значення D tдо і

Отримані значення розрахункових величин зведемо до таблиці 3.5

Таблиця 5 – Розрахунок підвищеного (скоригованого) графіка для відкритої системи теплопостачання.

t н	t 10	t 20	t 30	`Q 0	`G 0	t 1п	t 2п	t 2v
+8	60	40,4	48,6	0,2	0,65	64	39,3	23
1,9	60	40,4	48,6	0,33	0,8	64	39,3	40,4
-10	90.2	52.5	64.3	0,59	0,95	87.8	51.8	52.5
-23	113.7	63.5	84.4	0,84	1,02	113	63,6	63.5
-31	130	70	95	1	1,04	130	70	51

Використовуючи дані таблиці 5, побудуємо опалювально-побутову, а також підвищену графіку температур мережної води.

Рис.5 Опалювально-побутовий ( ) та підвищений (----) графіки температур мережної води для відкритої системи теплопостачання

Гідравлічний розрахунок магістральних теплопроводів двотрубної водяної теплової мережі закритої системи теплопостачання.

Розрахункову схему тепломережі від джерела теплоти (ІТ) до кварталів міста (КВ) наведено на рис.6. Для компенсації температурних деформацій передбачити сальникові компенсатори. Питомі втрати тиску головною магістралі прийняти у вигляді 30-80 Па/м.

Рис.6. Розрахункова схема магістральної теплової мережі.

Рішення.Розрахунок виконаємо для трубопроводу, що подає. Приймемо за головну магістраль найбільш протяжну та завантажену гілку тепломережі від ІТ до КВ 4 (дільниці 1,2,3) та приступимо до її розрахунку. За таблицями гідравлічного розрахунку, наведеними в літературі, а також у додатку №12 навчального посібника, на підставі відомих витрат теплоносія, орієнтуючись на питомі втратитиску Rу межах від 30 до 80 Па/м, визначимо для ділянок 1, 2, 3 діаметри трубопроводів d н xS, мм, фактичні питомі втрати тиску R, Па/м, швидкості води V, м/с.

За відомими діаметрами на ділянках головної магістралі визначимо суму коефіцієнтів місцевих опорів S xта їх еквівалентні довжини Lе. Так, на ділянці 1 є головна засувка ( x= 0,5), трійник на прохід при розподілі потоку ( x= 1,0), Кількість сальникових компенсаторів ( x= 0,3) на ділянці визначимо в залежності від довжини ділянки L та максимальної допустимої відстані між нерухомими опорами l. Згідно з додатком №17 навчального посібника для Dу = 600 мм ця відстань становить 160 метрів. Отже, на ділянці 1 завдовжки 400 м слід передбачити три сальникові компенсатори. Сума коефіцієнтів місцевих опорів S xна даній ділянці складе

S x= 0,5 +1,0 + 3 × 0,3 = 2,4

За додатком №14 навчального посібника (при Дое = 0,0005м) еквівалентна довжина lе для x= 1,0 дорівнює 32,9 м. Еквівалентна довжина ділянки Lе складе

Lе = lе × S x= 32,9 × 2,4 = 79 м

Lп = L+ Lе = 400 + 79 = 479 м

Потім визначимо втрати тиску DP на ділянці 1

D P= R × Lп = 42 × 479 = 20118 Па

Аналогічно виконаємо гідравлічний розрахунок ділянок 2 та 3 головної магістралі (див. табл. 6 та табл.7).

Далі приступаємо до розрахунку відгалужень. За принципом ув'язування втрати тиску D Pвід точки поділу потоків до кінцевих точок (КВ) для різних гілок системи повинні бути рівними між собою. Тому при гідравлічному розрахунку відгалужень необхідно прагнути до виконання наступних умов:

D P 4+5 = D P 2+3; D P 6 = D P 5; D P 7 = D P 3

З цих умов, знайдемо орієнтовні питомі втрати тиску відгалужень. Так, для відгалуження з ділянками 4 та 5 отримаємо

Коефіцієнт a, що враховує частку втрат тиску на місцеві опори, визначимо за формулою

тоді Па/м

Орієнтуючись на R= 69 Па/м визначимо за таблицями гідравлічного розрахунку діаметри трубопроводів, питомі втрати тиску R, швидкості V, втрати тиску D Рна ділянках 4 та 5. Аналогічно виконаємо розрахунок відгалужень 6 та 7, визначивши попередньо для них орієнтовні значення R.

Па/м

Па/м

Таблиця 6 - Розрахунок еквівалентних довжин місцевих опорів

№ ділянки	dн х S, мм	L, м	Вид місцевого опору	x	Кількість	åx	l е, м	Le, м
1	630x10	400	1. засувка 2. сальниковий компенсатор	0.5 0.3 1.0	1 3 1	2,4	32,9	79
2	480x10	750	1. раптове звуження 2. сальниковий компенсатор 3. трійник на прохід під час поділу потоку	0.5 0.3 1.0	1 6 1	3,3	23,4	77
3	426x10	600	1. раптове звуження 2. сальниковий компенсатор 3. засувка	0.5 0.3 0.5	1 4 1	2,2	20,2	44,4
4	426x10	500	1. трійник на відгалуження 2. засувка 3. сальниковий компенсатор 4. трійник на прохід	1.5 0.5 0.3 1.0	1 1 4 1	4.2	20.2	85
5	325x8	400	1. сальниковий компенсатор 2. засувка	0.3 0.5	4 1	1.7	14	24
6	325x8	300	1. трійник на відгалуження 2. сальниковий компенсатор 3. засувка	1.5 0.5 0.5	1 2 2	3.5	14	49
7	325x8	200	1. трійник на відгалуження під час поділу потоку 2.засувка 3.сальниковий компенсатор	1.5 0.5 0.3	1 2 2	3.1	14	44

Таблиця 7 – Гідравлічний розрахунок магістральних трубопроводів

№ ділянки	G, т/год	Довжина, м	dнхs, мм	V, м/с	R, Па/м	DP, Па	åDP, Па
L	Le	Lп
1 2 3	1700 950 500	400 750 600	79 77 44	479 827 644	630x10 480x10 426x10	1.65 1.6 1.35	42 55 45	20118 45485 28980	94583 74465 28980
4 5	750 350	500 400	85 24	585 424	426x10 325x8	1.68 1.35	70 64	40950 27136	68086 27136
6	400	300	49	349	325x8	1.55	83	28967	28967
7	450	200	44	244	325x8	1.75	105	25620	25620

Визначимо нев'язку втрат тиску на відгалуженнях. Нев'язка на відгалуженні з ділянками 4 та 5 становитиме:

Нев'язка на відгалуженні 6 становитиме:

Нев'язка на відгалуженні 7 становитиме.

Існують певні закономірності, за якими змінюється температура теплоносія у центральному опаленні. Для того щоб адекватно простежувати ці коливання, існують спеціальні графіки.

Причини температурних змін

Для початку важливо зрозуміти кілька моментів:

1. Коли змінюються погодні умови, це автоматично спричиняє зміну тепловтрат. При настанні холодів підтримки в житлі оптимального мікроклімату витрачається значно більше теплової енергії, ніж у теплий період. При цьому рівень тепла, що витрачається, розраховується не точною температурою вуличного повітря: для цього використовується т.зв. «дельта» різниці між вулицею та внутрішніми приміщеннями. Наприклад, +25 градусів у квартирі і -20 за її стінами спричинять такі самі витрати тепла, як при +18 і -27 відповідно.
2. Постійність теплового потокувід батарей опалення забезпечується стабільною температурою теплоносія. При зниженні температури в приміщенні буде спостерігатися деяке підвищення температури радіаторів: цьому сприяє збільшення дельти між теплоносієм і повітрям у приміщенні. У будь-якому випадку, це не зможе адекватно компенсувати зростання теплових втрат через стіни. Пояснюється це встановленням обмежень для нижньої межі температури у житлі діючим СНіПомна рівні 18-22 градусів.

Логічніше вирішити проблему збільшення втрат підвищенням температури теплоносія. Важливо, щоб її зростання відбувалося паралельно зниженню температури повітря за вікном: чим там холодніше, тим більші втрати тепла потребують поповнення. Для полегшення орієнтації у питанні на якомусь етапі було вирішено створити спеціальні таблиці узгодження обох значень. Виходячи з цього, можна сказати, що під температурним графіком системи опалення мається на увазі виведення залежності рівня нагрівання води в трубопроводі, що подає і зворотному, по відношенню до температурного режиму на вулиці.

Особливості температурного графіка

Вищезгадані графіки зустрічаються у двох різновидах:

1. Для мереж теплопостачання.
2. Для системи опалення усередині будинку.

Для розуміння того, чим відрізняються обидва ці поняття, бажано спочатку розібратися в особливостях роботи централізованого опалення.

Зв'язування між ТЕЦ та тепловими мережами

Призначенням цієї комбінації є повідомлення теплоносія належного рівня нагрівання, з подальшим транспортуванням його до місця споживання. Теплотраси зазвичай мають довжину в кілька десятків кілометрів, за загальної площі поверхні в десятки тисяч квадратних метрів. Хоча магістральні мережі піддаються ретельній теплоізоляції, без тепловтрат обійтися неможливо.

По ходу руху між ТЕЦ (або котельнею) та житловими приміщеннями спостерігається деяке охолодження технічної води. Сам собою напрошується висновок: щоб донести до споживача прийнятний рівень нагріву теплоносія, його необхідно подавати всередину теплотраси з ТЕЦ в максимально нагрітому стані. Підвищення температури обмежене точкою кипіння. Її можна змістити у бік підвищення температури, якщо збільшувати тиск у трубах.

Стандартний показник тиску в трубі теплотраси, що подає, знаходиться в межах 7-8 атм. Даний рівень, незважаючи на втрати напору в процесі транспортування теплоносія, дає можливість забезпечити ефективну роботуопалювальної системи у будинках висотою до 16 поверхів. Додаткові насоси зазвичай не потрібні.

Дуже важливим є те, що такий тиск не створює небезпеки для системи в цілому: траси, стояки, підводки, змішувальні шланги та інші вузли зберігають свою працездатність тривалий час. Враховуючи певний запас для верхньої межі температури подачі, його значення береться як +150 градусів. Пролягання стандартних температурних графіків подачі теплоносія в систему опалення проходить в проміжку між 150/70 - 105/70 (температури подавальної та зворотної траси).

Особливості подачі теплоносія до системи опалення

Будинкова система опалення характеризується наявністю низки додаткових обмежень:

• Значення найбільшого нагрівання теплоносія в контурі обмежено показником +95 градусів для двотрубної системи та +105 для однотрубної системи опалення. Слід зазначити, що дошкільні виховні заклади характеризуються наявністю суворіших обмежень: там температура батарей має підніматися вище +37 градусів. Щоб компенсувати таке зменшення температури подачі, доводиться нарощувати кількість секцій радіаторів. Внутрішні приміщеннядитячих садків, розташованих у регіонах з особливо суворими кліматичними умовами, буквально напхані батареями.
• Бажано досягти мінімальної температурної дельти графіка подачі опалення між трубопроводом, що подає і зворотним: в іншому випадку ступінь нагріву радіаторних секцій в будівлі буде мати велику різницю. Для цього теплоносій усередині системи має рухатися максимально швидко. Однак тут є своя небезпека: через високу швидкість циркуляції води всередині опалювального контуру її температура на виході назад у трасу буде надто високою. У результаті це може призвести до серйозних порушень у роботі ТЕЦ.

Для подолання проблеми кожен будинок оснащується одним або декількома елеваторними модулями. Завдяки їм потік води з трубопроводу, що подає, розбавляється порцією з обратки. Використовуючи цю суміш, можна домогтися швидкої циркуляції значних обсягів теплоносія, не наражаючи при цьому на небезпеку зайвого нагріву зворотний трубопровід магістралі. Система опалення всередині житла визначається окремим температурним графіком опалення, де враховується наявність елеватора. Двотрубні контури обслуговуються опалювальним температурним графіком 95-70, однотрубні - 105-70 (такі схеми майже не зустрічаються в багатоповерхових будинках). Читайте також: «Яка температура має бути в батареях центрального опалення– норми та стандарти».

Вплив кліматичних зон на температуру зовнішнього повітря

Головним фактором, що безпосередньо впливає на складання температурного графіка на опалювальний сезон, виступає розрахункова зимова температура. По ходу складання намагаються домогтися, щоб найбільші значення (95/70 і 105/70) при максимальних морозах гарантували потрібну СНиП температуру. Температура зовнішнього повітря для розрахунку опалення береться із спеціальної таблиці кліматичних зон.

У цій ситуації Вам необхідно вимагати перерахунку у ресурсопостачальної організації (далі – РСО). За наявності загальнобудинкового приладу обліку плата за опалення залежить від обсягу отриманого багатоквартирним будинком теплоносія.

Щоб впливати на РСО, вам необхідно за участю представника РСО скласти двосторонній акт звіряння відповідності температури теплоносія температурному графіку. Також Ви маєте право направити претензію РСО у зв'язку з неналежним виконанням договірних зобов'язань щодо завищення температури.

Відповідно до ст. 15 Федерального закону від 27.07.2010 N 190-ФЗ «Про теплопостачання» споживачі теплової енергії набувають теплової енергії та теплоносія у теплопостачальної організації за договором теплопостачання. Також згідно з п. 1.1. «Методичних рекомендацій щодо регулювання відносин між РСО та споживачами» (Методичні рекомендації Міненерго Росії від 19.01.2002р.) отримання теплової енергії здійснюється на підставі договору теплопостачання, що укладається між РСО та абонентом.

Однією з істотних умов договору теплопостачання є показник якості теплової енергії (за тепловою енергією, що відпускається з мережевою водою), забезпечуваний РСО - це температура мережевої води в трубопроводі, що подає, відповідно до температурного графіка, мінімальний перепад тисків між подавальним і зворотним трубопроводом і граничне значення тиску у зворотному трубопроводі межі експлуатаційної відповідальності (п. 1.5 гол. 1 Опалення «Методичні рекомендації з регулювання відносин між РСО і споживачами» Міненерго Росії від 19.01.2002г.).

Ресурсопостачальна організація зобов'язана підтримувати температуру мережної води в трубопроводі, що подає, на межі експлуатаційної відповідальності відповідно до доданого до договору температурного графіка.

У періоди зниження температури зовнішнього повітря нижче за розрахункові значення, прийняті для проектування систем опалення, температура мережної води повинна підтримуватися на рівні її значення для розрахункової температури зовнішнього повітря.

Конкретний графік залежить від клімату, обладнання котельні та техніко-економічних показників.

З огляду на п. 6.32 МДК 4-02.2001 « Типовий інструкціїз технічної експлуатації теплових мереж систем комунального теплопостачання» (Наказ Держбуду Росії від 13.12.2000 N 285) температура води в лінії подачі води водяної мережі відповідно до затвердженого для системи теплопостачання температурного графіка повинна бути задана за усередненою температурою зовнішнього повітря за проміжок часу в межах 18 -24 год, яка визначається диспетчером теплової мережі залежно від довжини мереж, кліматичних умов та інших факторів.

Відповідно до п. 9.2.1. Наказу Міненерго Росії від 24.03.2003 N 115 «Про затвердження Правил технічної експлуатації теплових енергоустановок», відхилення середньодобової температури води, що надійшла до системи опалення, має бути в межах 3% від встановленого температурного графіка.

Середньодобова температура зворотної мережі не повинна перевищувати задану температурним графіком температуру більш ніж на 5%.

Чим нижче температура зовнішнього повітря, тим вище температура в трубопроводі, що подає.

Відповідно температура зворотного трубопроводу також змінюється за цією залежністю.

І всі системи, які споживають тепло, проектуються з урахуванням цих вимог.

Температурний графік визначає режим роботи теплових мереж, забезпечуючи центральне регулювання відпустки тепла.

За даними температурного графіка визначається температура подавальної та зворотної водиу теплових мережах, а також в абонентському введенні, залежно від температури зовнішнього повітря.

Температурний графік регулювання теплового навантаження розробляється з умов добової подачі теплової енергії на опалення, що забезпечує потребу будівель у тепловій енергії залежно від температури зовнішнього повітря, щоб забезпечити температуру в приміщеннях, що постійно не перевищує 18 градусів.

Температурний графік регулювання теплового навантаження затверджується теплопостачальною організацією (п. 2.3.2 МДК 4-03.2001).

Відповідно до ст. 539 Цивільного кодексу РФ за договором енергопостачання РСО зобов'язується подавати абоненту (споживачеві) через приєднану мережу енергію, а абонент зобов'язується оплачувати прийняту енергію, а також дотримуватися передбаченого договором режиму її споживання, забезпечувати безпеку експлуатації енергетичних мереж, що знаходяться в його веденні, і справність обладнання, пов'язане із споживанням енергії.

Відповідно до ст. 542 Цивільного кодексу РФ, якість енергії, що подається, повинна відповідати вимогам, встановленим відповідно до законодавства Російської Федерації, у тому числі з обов'язковими правилами, або передбаченим договором енергопостачання.

У разі порушення РСО, що висуваються до якості енергії, абонент має право відмовитися від оплати такої енергії.

Виходячи із положень ч. 2 ст. 542 Цивільного кодексу РФ, для реалізації права на відмову від оплати енергії, встановленого зазначеною нормою, абонент повинен довести факт порушення РСО вимог, які пред'являються до якості ресурсу.

У п. 2 ст. 2 Федерального закону від 27.07.2010 N 190-ФЗ «Про теплопостачання» надано поняття якості теплопостачання, під яким розуміється сукупність встановлених нормативними правовими актами Російської Федерації та (або) договором теплопостачання характеристик теплопостачання, у тому числі термодинамічних параметрів теплоносія.

Отримані результати зносяться в єдину таблицю для подальшої побудови кривої:

Отже ми отримали три різні схеми, які можна взяти за основу. Діаграму правильніше розраховуватиме індивідуально на кожну систему. Тут ми розглянули рекомендовані значення, без урахування кліматичних особливостей регіону та характеристик будівлі.

Щоб зменшити витрати електроенергії, достатньо вибрати низькотемпературний порядок у 70 градусіві забезпечуватиметься рівномірний розподіл тепла по опалювальному контуру. Котел слід брати із запасом потужності, щоб навантаження системи не впливало на якісну роботуагрегату.

Регулювання

Автоматичний контроль забезпечується регулятором опалення.

До нього входять такі деталі:

1. Обчислювальна та узгоджувальна панель.
2. Виконавчий пристрійна відрізку подачі води.
3. Виконавчий пристрій, що виконує функцію підмішування рідини з повернутої рідини (обратки).
4. Підвищує насоста датчик на лінії подачі води.
5. Три датчики (на звороті, на вулиці, усередині будівлі).У приміщенні може бути кілька.

Регулятором прикривається подача рідини, тим самим збільшується значення між оберненим і подачею до величини, передбаченої датчиками.

Для збільшення подачі присутній насос, що підвищує, і відповідна команда від регулятора.Вхідний потік регулюється холодним перепуском. Тобто відбувається зниження температури. На подачу вирушає деяка частина рідини, що поциркулювала по контуру.

Датчиками знімається інформація і передається на блоки, що управляють, в результаті чого, відбувається перерозподіл потоків, які забезпечують жорстку температурну схему системи опалення.

Іноді застосовують обчислювальний пристрій, де поєднані регулятори ГВП та опалення.

Регулятор гарячої води має більше просту схемууправління. Датчик на гарячому водопостачанні здійснює регулювання проходження води зі стабільною величиною 50°C.

Плюси регулятора:

1. Жорстко витримується температурна схема.
2. Виключення перегріву рідини.
3. Економічність паливата енергії.
4. Споживач незалежно від відстані рівноцінно отримує тепло.

Таблиця з температурним графіком

Режим роботи котлів залежить від довкілля.

Якщо брати різні об'єкти, наприклад, заводське приміщення, багатоповерховий та приватний будинок, всі матимуть індивідуальну теплову діаграму.

У таблиці ми покажемо температурну схему залежності житлових будинків від зовнішнього повітря:

Температура зовнішнього повітря	Температура мережної води в трубопроводі, що подає	Температура мережної води у зворотному трубопроводі
+10	70	55
+9	70	54
+8	70	53
+7	70	52
+6	70	51
+5	70	50
+4	70	49
+3	70	48
+2	70	47
+1	70	46
	70	45
-1	72	46
-2	74	47
-3	76	48
-4	79	49
-5	81	50
-6	84	51
-7	86	52
-8	89	53
-9	91	54
-10	93	55
-11	96	56
-12	98	57
-13	100	58
-14	103	59
-15	105	60
-16	107	61
-17	110	62
-18	112	63
-19	114	64
-20	116	65
-21	119	66
-22	121	66
-23	123	67
-24	126	68
-25	128	69
-26	130	70

Існують певні норми, які мають бути дотримані у створенні проектів на теплові мережі та транспортування гарячої води споживачеві, де подача водяної пари повинна здійснюватись у 400°C, при тиску 6,3 бар. Подачу тепла від джерела рекомендується випускати споживачеві з 90/70 °C або 115/70 °C.

Нормативні вимоги слід виконувати за дотримання затвердженої документації з обов'язковим погодженням з Мінбудом країни.

Параметри теплового режиму під час введення в МКД

Запитання:

Які параметри теплового режимупри введенні до МКД?

Відповідь:

Температура мережевої води в трубопроводах, що подають, повинні відповідати із заданим графіком, згідно з Правилами технічної експлуатації теплових енергоустановок, затверджених Наказом Міністерства енергетики РФ від 24.03.2003 р. N 115 (далі - Правила N 115).

Графіки залежності температур теплоносія в трубопроводі, що подає і зворотному, називаються температурним графіком системи теплопостачання.

Температурний графік теплоджерела - це крива, яка визначає, яка має бути температура теплоносія за фактичної температури зовнішнього повітря

Відповідно до п. 6.2.58 Правил N 115, за наявності навантаження гарячого водопостачання мінімальна температураводи в трубопроводі мережі, що подає, передбачається для закритих систем теплопостачання не нижче 70 град. З; для відкритих систем теплопостачання гарячого водопостачання не нижче 60 град. З.

Відповідно до п. 6.2.59 Правил N 115, температура води в лінії подачі водяної теплової мережі відповідно до затвердженого для системи теплопостачання графіка визначається за усередненою температурою зовнішнього повітря за проміжок часу в межах 12 - 24 год, який визначається диспетчером теплової мережі залежно від довжини мереж, кліматичних умов та інших факторів. При цьому відхилення від заданого режиму температури води, що надходить у теплову мережу, на джерелі теплоти передбачаються не більше +/- 3%;

В силу п. 9.2.1 Правил N 115 відхилення середньодобової температури води, яка надійшла до систем опалення, вентиляції, кондиціювання та гарячого водопостачання, має бути не більше 3% від встановленого температурного графіка. Середньодобова температура зворотної мережі не повинна перевищувати задану температурним графіком температуру більш ніж на 5%.

Тиск та температура теплоносія, що подається на тепло, що споживає енергоустановки, повинні відповідати значенням, встановленим технологічним режимом (п.4 Правил N 115).

Відповідно до п. 107 Правил про комерційний облік теплової енергії, теплоносія, затверджених Постановою Уряду РФ від 18.11.2013 N 1034 (далі Правила N 1034) контролю якості теплопостачання підлягають такі параметри, що характеризують тепловий та гідравлічний режим системи теплопостачання теплопостачальних і

Температурний графік є залежністю ступеня нагрівання води в системі від температури холодного зовнішнього повітря. Після необхідних обчислень результат подають у вигляді двох чисел. Перше означає температуру води на вході до системи теплопостачання, а друга на виході.

Наприклад, запис 90-70?С означає, що при заданих кліматичних умовахдля опалення певної будівлі знадобиться, щоб на вході в труби теплоносій мав температуру 90С, а на виході 70С.

Всі значення видаються для температури повітря зовні за найхолоднішою п'ятиденкою.Ця розрахункова температура приймається за СП «Тепловий захист будівель». Внутрішня температура для житлових приміщень за нормами приймається 20? Графік забезпечить правильну подачу теплоносія до труб опалення. Це дозволить уникнути переохолодження приміщень та нераціональної витрати ресурсів.

Необхідність виконання побудов та розрахунків

Температурний графік необхідно розробляти кожного населеного пункту. Він дозволяє забезпечити найбільш грамотну роботусистеми опалення, а саме:

1. Привести у відповідність теплові втрати під час подачі гарячої води до будинків із середньодобовою температурою зовнішнього повітря.
2. Запобігти недостатньому нагріванню приміщень.
3. Зобов'язати теплові станції надавати споживачам послуги, що відповідають технологічним умовам.

Такі обчислення необхідні як для великих опалювальних станцій, так і для котелень у невеликих. населених пунктах. У цьому випадку результат розрахунків та побудов називатиметься графік котельні.

Способи регулювання температури у системі опалення

Після завершення розрахунків необхідно досягти обчисленого ступеня нагрівання теплоносія. Досягнути її можна кількома способами:

• кількісним;
• якісним;
• тимчасовим.

У першому випадку змінюють витрату води, що надходить в опалювальну мережу, у другому регулюють ступінь нагрівання теплоносія. Тимчасовий варіант передбачає дискретну подачу гарячої рідини до теплової мережі.

Для центральної системи теплопостачання найбільш характерний якісний, спосіб при цьому об'єм води, що надходить у опалювальний контур, залишається незмінним.

Види графіків

Залежно від призначення теплової мережі, способи виконання відрізняються. Перший варіант – нормальний графік опалення. Він є побудови для мереж, що працюють тільки на опалення приміщень і регульованих централізовано.

Підвищений графік розраховується для теплових мереж, що забезпечують опалення та постачання гарячої води.Він будується для закритих систем і показує сумарне навантаження системи подачі гарячої води.

Коригований графік також призначений для мереж, що працюють і на опалення, і на нагрівання. Тут враховуються теплові втрати під час проходження теплоносія трубами до споживача.

Складання температурного графіка

Побудована пряма лінія залежить від наступних значень:

• нормована температура повітря у приміщенні;
• температура зовнішнього повітря;
• ступінь нагрівання теплоносія при вступі до системи опалення;
• ступінь нагріву теплоносія на виході із мереж будівлі;
• ступінь тепловіддачі опалювальних приладів;
• теплопровідність зовнішніх стін та загальні теплові втрати будівлі.

Щоб виконати грамотний розрахунок, необхідно обчислити різницю між температурами води у прямій та зворотній трубі Δt. Чим вище значення у прямій трубі, тим краще тепловіддача системи опалення та вище температура всередині приміщень.

Щоб раціонально та економно витрачати теплоносій, необхідно досягти мінімально можливого значення Δt. Це можна забезпечити, наприклад, проведенням робіт із додаткового утеплення зовнішніх конструкцій будинку (стін, покриттів, перекриттів над холодним підвалом або технічним підпіллям).

Розрахунок режиму опалення

Насамперед необхідно отримати всі вихідні дані. Нормативні значення температур зовнішнього та внутрішнього повітря приймаються за СП «Тепловий захист будівель». Для знаходження потужності опалювальних приладів та теплових втрат потрібно буде скористатися такими формулами.

Теплові втрати будівлі

Вихідними даними у цьому випадку стануть:

• товщина зовнішніх стін;
• теплопровідність матеріалу, з якого виготовлені огороджувальні конструкції (у більшості випадків вказується виробником, позначається буквою?);
• площу поверхні зовнішньої стіни;
• кліматичний район будівництва.

Насамперед знаходять фактичний опір стіни теплопередачі. У спрощеному варіанті можна його знайти як приватну товщину стіни та її теплопровідність. Якщо зовнішня конструкція складається з кількох шарів, окремо знаходять опір кожного з них і складають отримані значення.

Теплові втрати стін розраховуються за такою формулою:

Q = F*(1/R 0)*(t внутр. повітря -t зовнішнього повітря)

Тут Q – це теплові втрати у кілокалоріях, а F – площа поверхні зовнішніх стін. Для більш точного значення необхідно врахувати площу скління та його коефіцієнт теплопередачі.

Розрахунок поверхневої потужності батарей

Питома (поверхнева) потужність обчислюється як частка максимальної потужності приладу в Вт і площі поверхні тепловіддачі. Формула виглядає так:

Р уд = Р max / F акт

Розрахунок температури теплоносія

На основі отриманих значень підбирається температурний режим опалення та будується пряма тепловіддача. По одній осі наносяться значення ступеня нагрівання води, що подається в систему опалення, а по іншій температура зовнішнього повітря. Усі величини приймаються у градусах Цельсія. Результати розрахунку зводяться до таблиці, в якій вказані вузлові точки трубопроводу.

Проводити обчислення за методикою досить складно. Для виконання грамотного розрахунку найкраще користуватися спеціальними програмами.

Для кожного будинку такий розрахунок виконується в індивідуальному порядку керуючою компанією. Для зразкового визначення води на вході в систему можна скористатися таблицями, що існують.

1. Для великих постачальників теплової енергії використовують параметри теплоносія 150-70?С, 130-70?С, 115-70?С.
2. Для невеликих систем на кілька багатоквартирних будинків застосовуються параметри 90-70?С (до 10 поверхів), 105-70?С (понад 10 поверхів). Може також бути прийнятий графік 80-60?
3. При облаштуванні автономної системиопалення для індивідуального будинку достатньо контролю за ступенем нагрівання за допомогою датчиків, графік можна не будувати.

Виконані заходи дозволяють визначати параметри теплоносія в системі у певний момент часу. Аналізуючи збіг параметрів із графіком можна перевіряти ефективність опалювальної системи. У таблиці температурного графіка вказується ступінь навантаження на систему опалення.