книги / Системы централизованного теплоснабжения

Нв – гидравлическое сопротивление водомера или другого измерительного устройства, м вод.ст.;

Нг – сопротивлениегрязевика абонентского ввода, м вод.ст.; Нр.р, Нр.т – сопротивление регуляторов расхода и темпера-

туры, м вод.ст.; Нгр.в.с, Нгр.н.с – сопротивление водоводяного подогревателя

горячего водоснабжения верхней (второй) и нижней (первой) ступени подогревателя ГВС по греющей воде, м вод.ст. (обе ступени учитываются при двухступенчатой последовательной схеме, при смешанной схеме учитывается только сопротивление верх-

ней (второй) ступени ГВС);
Нд – сопротивление дроссельной диафрагмы, м вод.ст.
Ориентировочное значение	Нэ можно найти по формуле
Нэ 1,4	Нс.о 1 u 2 ,	(47)

где Нс.о – сопротивление системы отопления, м вод.ст.; u – расчетный коэффициент подмешивания элеватора.

Сопротивление системы отопления принимается по проектным данным. При отсутствии их ориентировочно принимается 0,2 м вод.ст. на 1 этаж жилого здания и 0,3 м вод.ст. на 1 этаж общественного здания. Для систем отопления промышленных зданий, присоединенных через элеваторы h = 0,0075·P (Р – периметр промышленного здания, м).

Коэффициент подмешивания элеватора

u	T1	T1с	,	(48)
	T1с	T 2

где T1 – температура воды в подающем трубопроводе перед элеватором при расчетных зимних условиях с учетом падения температуры теплоносителя, оС;

T1с – температура смешанной воды в подающем трубопро-

воде на входе в систему отопления после элеватора при расчетных зимних условиях, оС;

61

T 2 – температура воды в обратном трубопроводе при расчетных зимних условиях, оС.

Гидравлическое сопротивление измерительного устройства Нв ориентировочно можно принимать равным 5 м вод.ст.

Гидравлическое сопротивление грязевиков определяется через коэффициенты местного сопротивления. При предварительных расчетах сопротивление одного грязевика принимается равным 0,5–1 м вод.ст.

Минимальное гидравлическое сопротивление любых регуляторов, в том числе и регуляторов расхода и температуры, должно быть не меньше 5 м вод.ст.

Гидравлическое сопротивление по сетевой воде водоводяных скоростных подогревателей определяется по результатам расчета бойлеров.

На любом абонентском вводе при наличии в системе теплоснабжения большого количества неавтоматизированных тепловых пунктов должна быть установлена хотя бы одна дроссельная диафрагма для гидравлической увязки. Для конечного потребителя на главной магистрали сопротивление дроссельной диафрагмы должно быть не менее 0,5–1 м вод.ст.

6.5. Пьезометрические графики квартальных сетей горячего водоснабжения

Вслучае, когда подготовка горячей воды для бытовых нужд происходит в центральных тепловых пунктах возникает необходимость в прокладке квартальных сетей горячего водоснабжения

ипостроения для этих сетей графиков распределения давления. Существует несколько схем устройства циркуляционных схем горячего водоснабжения, виды пьезометров для которых представлены в приложении 13.

Вработе квартальной сети горячего водоснабжения рассматриваются три режима:

1) максимального водоразбора;

2) среднечасовой;

3) циркуляционный.

62

Пьезометрические графики квартальных сетей рассматриваются обычно только для двух режимов: режима максимального водоразбора и циркуляционного режима. Для этих же режимов производятся и гидравлические расчеты. Гидравлический расчет производится аналогично расчету тепловых сетей, но при коэффициенте эквивалентной шероховатости kэ = 0,1 мм.

К пьезометрическим графикам квартальных сетей горячего водоснабжения предъявляются три требования:

1.Пьезометрический напор в любой точке квартальной сети

ив любом режиме должен обеспечивать расчетный свободный напор на излив для верхних приборов абонентских систем горячего водоснабжения.

2.Располагаемый пьезометрический напор в центральном тепловом пункте на подогревателях горячего водоснабжения не должен быть выше допустимого рабочего напора для оборудования. Диктующим обычно оказывается допустимый рабочий напор на подогреватели горячего водоснабжения, равный 100 м вод.ст.

3.В циркуляционном режиме пьезометрический напор в циркуляционном трубопроводе на входе в ЦТП должен быть не меньше располагаемого напора водопроводной сети.

В любом режиме квартальной сети горячего водоснабжения по направлениюк любому абоненту должно соблюдаться равенство

	Hх.в Hн Hв Hн.с Hв.с Hр.д Hтр	(49)
	Hд Hа.с Hизл Hзд (Hа HЦТП ),

где х.в – располагаемый напор водопроводной сети на вводе в

центральный тепловой пункт, м вод ст.;н – напорнасосасистемыгорячеговодоснабжения, мводст.;

в – сопротивление водомера, м вод ст.;н.с + в.с – сопротивление подогревателей горячего водо-

снабжения нижней (первой) иверхней(второй) ступени, м вод. ст.;р.д – сопротивление регулятора давления, м вод. ст.;тр – падение давления по трубопроводам квартальной

сети горячего водоснабжения, по главной магистрали, м вод. ст.;

63

Нзд – высота системы горячего водоснабжения, м;д – сопротивление дроссельной диафрагмы на абонент-

ском вводе, м вод. ст.;а.с – сопротивление системы горячего водоснабжения у

абонента, м вод. ст.;изл – свободный напор на излив у абонента, м вод. ст.;

а, ЦТП – соответственно геодезические отметки поверхности земли абонента и ЦТП, м.

Сумма ( х.в + н) дает располагаемый напор в ЦТП для сети горячего водоснабжения. Данные о располагаемом напоре х.в берутся по техническим условиям присоединения ЦТП к водопроводной сети (или по заданию). Полный напор насоса зависит от марки насосов. Для сети горячего водоснабжения может быть принята одна группа из трех-четырех параллельно работающих насосов. В этом случае располагаемый напор в ЦТП для сети горячего водоснабжения для всехрежимов будетодинаковый.

Необходимый для режимов расход будет создаваться путем включения и выключения части насосов. Возможен вариант, когда для максимального водозабора и циркуляционного режима приняты разные группы насосов. В этом случае располагаемый напор в ЦТП для сети горячего водоснабжения будет разный. Необходимая производительность создается включением тойили инойгруппы.

Сопротивление водомера определяется по формуле

Hв Sв Gh 2 10 3 ,

(50)

где Gh – расход нагреваемой воды в ЦТП для нужд горячего во-

доснабжения в том режиме, для которого определяется сопротивление водомера, т/ч;

Sв – гидравлическая характеристика наиболее часто используемых крыльчатых водомеров, принимается в зависимости от условного прохода трубопровода (табл. 2).

64

Таблица 2

Значения гидравлической характеристики в зависимости от диаметра трубопровода

	Dу, мм	Sв	Характерный	Минимальный
			расход, т/ч	расход, т/ч
	30	100	10,0	0,4
	40	25	20,0	0,8
	50	20,041	70,0	3,0
	80	0,16	250	6,0
	100	0,5165	440	8,0

Сопротивление подогревателей горячего водоснабжения по нагреваемой воде определяетсяпо результатамрасчета бойлеровГВС.

Если устанавливается регулятор давления, в режиме максимального водозабора его минимальное гидравлическое сопротивление должно быть не менее 5 м вод. ст. Возможна настройка регулятора на гашение всего избыточного располагаемого напора. Сопротивление регулятора в циркуляционном режиме пересчитывается по формуле

	ц	2	(51)
Hрц.д Gh		Hрmax.д ,
	Gh

где Hрц.д, Hрmax.д – сопротивление дроссельной диафрагмы или

регулятора давления соответственно в циркуляционном режиме и режиме максимального водозабора, м вод. ст.;

Ghц , Gh – расчетные расходы воды для горячего водоснабже-

ния в циркуляционном режиме ипри максимальномводозаборе, т/ч. Сопротивление систем горячего водоснабжения абонентов принимается по данным гидравлических расчетов соответствующих режимов абонентских систем. При отсутствии этих данных ориентировочно можно взять падение напора 0,3–0,5 м вод. ст. на один этаж в режиме максимального водозабора. Для циркуляци-

онного режима производится пересчет:

65

		ц 2	Ha.cmax ,	(52)
	Ha.cц Gh
		Gh
где Ha.cц	, Ha.cmax – гидравлическое сопротивление абонентской
системы	горячего водоснабжения		в циркуляционном	режиме
и режиме максимального водозабора, м вод. ст.

Свободный напор на излив Низл в любом режиме у водоразборных кранов и смесителей санитарных приборов должен быть не менее 2 м вод. ст., а у смесителей регулируемых душевых сеток – не менее 4 м вод. ст.

Высота системы горячего водоснабжения для жилых зданий обычно принимается равной высоте здания. Для промышленных предприятий и других зданий, снабжаемых горячей водой, необходимо знать действительную высоту системы горячего водоснабжения абонента.

Геодезические отметки поверхности земли абонента и ЦТП принимаются по топографическому плану.

Пьезометрические графики квартальных сетей горячего водоснабжения начинают строить с главной магистрали для режима максимального водоразбора.

Порядокпостроенияпьезометрических графиков следующий: а) строится координатная сетка. За начало координат главной магистрали принимается точка врезки водопроводной сети в ЦТП. Из данных гидравлических расчетов используются данные длин

участков, потерь напора по отдельнымучасткам, номераточек; б) строится продольный профиль главной магистрали, нахо-

дятся верхние отметки систем горячего водоснабжения; в) откладывается располагаемый напор в ЦТП, равный

Нас + Нн, что дает начальную точку пьезометрического графика режима водоразбора;

г) строится пьезометрический график; потери напора оборудования ЦТП и на участках последовательно вычитаются;

д) производится проверка на требования, предъявляемые к пьезометрическомуграфикуквартальнойсетигорячеговодоснабжения.

66

Аналогично строятся пьезометрические графики ответвлений и вводов. Располагаемый напор в начале ответвления берется с пьезометрического графика главной магистрали.

Потери напора в дроссельной диафрагме у конечного абонента магистрали назначаются в размере 0,5 м вод.ст.

У остальных абонентов дроссельная диафрагма должна гасить весь избыточный напор. Пьезометрические графики режима максимального водоразбора позволяют определить этот избыточный напор и рассчитать дроссельные диафрагмы абонентских вводов (рис. 27).

Рис. 27. Пьезометрический график квартальной сети горячего водоснабжения в режиме максимального водоразбора

Затем производится построение пьезометрических графиков циркуляционного режима сети. При этом необходимо иметь в виду следующие особенности:

1.Если для циркуляционного режима подобрана своя группа насосов, то будет и свой располагаемый напор Нв.с + Нн.

2.Если диаметры подающего и циркуляционного трубопровода одинаковы, будут одинаковыми и потери напора в циркуля-

67

ционном режиме. Если диаметры разные, то различаются и потери напора в этом режиме.

3. Диктующим абонентам для циркуляционного режима является, обычно, самый ближний к ЦТП.

Рассматривая порядок построения пьезометрических графиков квартальных сетей горячего водоснабжения, можно отметить, что наиболее рациональными сети будут в том случае, когда располагаемый напор Нвс + Нн максимально использован в режиме максимального водоразбора. Для этого необходимо до гидравлических расчетов сетей горячего водоснабжения подобрать все оборудование ЦТП, определить его сопротивление и сопротивление абонентских систем горячего водоснабжения. По расчетному расходу на головном участке сети подбирается необходимая группа насосов для режима максимального водоразбора. Затем по формуле (49) определяется суммарная допустимая потеря напора по трубопроводам главной магистрали квартальной сети горячего водоснабжения:

	Hтрдоп Hв.с Hн [ Hв Hн.с Hв.с	(53)
	Hр.д Hд Hа.с Hизл Hзд (Hа HЦТП )],

по которой рассчитываются трубопроводы главной магистрали квартальной сети по методике, изложенной в подразд. 5.2.

Аналогичным образом рассчитываются ответвления и вводы. При расчетах сопротивление подобранных участков главной магистрали учитывается как известное. Весь избыточный напор гасится дроссельными диафрагмами.

68

7. ОБОРУДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ПУНКТА

Параметры теплоносителя, поступившего в здание, преобразуются до требуемых значений в тепловом пункте. Тепловые пункты могут быть нескольких видов:

–центральные тепловые пункты – обслуживают теплоиспользующие установки (системы отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологического оборудования) двух или более зданий;

–индивидуальные тепловые пункты – обслуживают установки одного здания или его части;

–местные (квартирные) тепловые пункты – служат для присоединения квартирных систем теплопотребления.

Проектирование первых двух типов тепловых пунктов нормируется [21]. Квартирный тип широко применяется за рубежом,

внашей стране такие тепловые пункты только начинают распространяться.

В современном тепловом пункте размещается теплообменное и насосное оборудование, арматура, приборы контроля, управления и автоматизации [23], которые осуществляют:

–преобразование вида теплоносителя или его параметров;

–контроль параметров теплоносителя;

–учет теплопотребления системами абонента;

–регулирование расхода теплоносителя и его распределение по теплопотребляющим системам;

–защиту местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя;

–заполнение и подпитку систем теплопотребления;

–аккумулирование теплоты;

–водоподготовку для систем горячего водоснабжения. Наиболее эффективно с позиций энергосбережения решать

все перечисленные задачи непосредственно у потребителя. Поэтому в настоящее время особенное внимание уделяется индивидуальным тепловым пунктам (ИТП). Именно они претерпевают

69

значительные изменения в техническом отношении, в перечне выполняемых ими функций и в регулировании теплопотребления абонента (в частности, применение терморегуляторов в системах отопления переводит режим регулирования с качественного на качественно-количественный).

7.1. Функциональные схемы тепловых пунктов

Оборудование тепловых пунктов удобно описывать в виде функциональных схем [24]. Во всех применяемых схемах используются общие подходы, которые реализуются при присоединении отдельно систем отопления и совместного присоединения отопления, горячего водоснабжения и вентиляции. Применение тепловых пунктов в высотных зданиях требует особого подхода: если раньше в тепловых пунктах таких зданий применялась схема с повысительным насосом на подающем трубопроводе, то сейчас в основном используется независимое присоединение абонента: тепловые сети гидравлически отделены теплообменником от системы отопления абонента (приложение 14). Такое решение принимается, когда давление в тепловой сети превышает допустимое для системы отопления или когда статическое давление в системе превышает допустимое для тепловой сети. Необходимость независимого присоединения системы отопления вызвана также применением в современном отоплении сложного оборудования, такого как поквартирные расходомеры, автоматические регуляторы, термостаты и т.п. В этом случае независимое присоединение позволяет улучшить работоспособность системы отопления и применить в системе более качественный теплоноситель (без примесей, необходимого спуска воды из системы отопления).

Пример схемы теплового пункта с независимой системой отопления и закрытой схемой ГВС приведен в приложении 14. Взаимное расположение насоса и теплообменника, как в системе ГВС, так и при независимом отоплении не имеет особого значения, поскольку современные насосы эффективно работают как при установке на подающем трубопроводе, так и при установке

70