Общие принципы устройства схем теплоснабжения
Система теплоснабжения представляет собой комплекс транспортировки тепловой энергии в виде нагретой воды или пара от источника тепла к потребителю. Такая система состоит из трех основных частей: источника тепла, потребителя тепла и тепловой сети, которая служит для передачи тепла от источника к потребителю.
Ключевыми элементами схемы являются паровой котел на ТЭЦ или котельной, сетевой теплообменник, циркуляционный насос, теплообменник системы горячего водоснабжения и теплообменник системы отопления. Котельный агрегат выступает источником тепла, обеспечивая передачу теплоты сгорания топлива к теплоносителю. Насосное оборудование создает циркуляцию теплоносителя. Подающий трубопровод доставляет нагретый теплоноситель от источника к потребителю, а обратный трубопровод возвращает охлажденный теплоноситель обратно. Теплообменное оборудование выполняет преобразование тепловой энергии.
Температурные графики
В практике теплоснабжения принято качественное регулирование отпуска теплоты потребителям. Это означает, что без изменения расхода теплоносителя через теплопотребляющую систему изменяется разность температур на входе и выходе системы. Данный эффект достигается за счет изменения температуры в подающем трубопроводе в зависимости от температуры наружного воздуха. Чем ниже температура снаружи, тем выше температура в подающем трубопроводе, и соответственно температура обратного трубопровода также изменяется по этой зависимости. Все системы, потребляющие тепло, проектируются с учетом этих требований.
График, отображающий зависимость температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, называется температурным графиком системы теплоснабжения. Этот график устанавливается источником теплоснабжения в зависимости от его мощности, требований тепловых сетей и условий потребителей. Температурные графики называют по максимальным температурам в подающем и обратном трубопроводах, например 150/70 или 95/70. Срезка графика в верхней части происходит при недостатке мощности котельной, а срезка в нижней части необходима для обеспечения работоспособности систем горячего водоснабжения. Работа систем отопления идет в основном по графику 95/70, что обеспечивает среднюю температуру в отопительном приборе 82,5°С при уличной температуре минус 30°С. Если требуемую температуру в подающем трубопроводе обеспечивает источник тепла, то требуемую температуру в обратном трубопроводе обеспечивает сам потребитель своей теплопотребляющей системой. Завышение температуры обратной воды от потребителя означает неудовлетворительную работу его системы и влечет штрафы, поскольку приводит к ухудшению работы источника тепла и снижению его КПД. Поэтому существуют специальные контролирующие организации, которые отслеживают, чтобы теплопотребляющие системы выдавали температуру обратной воды по температурному графику или ниже. Однако в некоторых случаях, например при установке отопительных теплообменников, подобное завышение допускается. График 150/70 позволяет передавать тепло от источника с меньшими расходами теплоносителя, однако во внутридомовые системы отопления нельзя подавать теплоноситель с температурой выше 105°С. Поэтому производят понижение графика, например до 95/70, путем установки теплообменника либо подмеса обратной воды в подающий трубопровод.
Гидравлика тепловых сетей
Циркуляция воды в системах теплоснабжения производится сетевыми насосами на котельных и тепловых пунктах. Поскольку протяженность трасс достаточно велика, разность давлений в подающем и обратном трубопроводах, создаваемая насосом, уменьшается с удалением от насоса.
В результате для наиболее удаленного потребителя располагаемый перепад давления оказывается самым малым. Это значит, что для нормальной работы его теплопотребляющих систем необходимо минимальное гидравлическое сопротивление, чтобы обеспечить требуемый расход воды через них.
Расчет пластинчатых теплообменников для систем отопления
Приготовление отопительной воды может происходить путем нагрева в теплообменнике. При расчете пластинчатого теплообменника для получения отопительной воды исходные данные берутся для самого холодного периода, когда необходимы самые высокие температуры и соответственно наибольшее теплопотребление. Это наихудший режим для теплообменника, рассчитанного на отопление.
Особенностью расчета теплообменника для системы отопления является завышенная температура обратной воды по греющей стороне. Это допускается специально, поскольку любой поверхностный теплообменник принципиально не может охладить обратную воду до температуры графика, если по нагреваемой стороне на вход в теплообменник поступает вода с температурой графика. Обычно допустимая разница составляет от 5 до 15°С.
Расчет пластинчатых теплообменников для систем ГВС
При расчете пластинчатых теплообменников для систем горячего водоснабжения исходные данные берутся для переходного периода, когда температура подающего теплоносителя низка (обычно 70°С), холодная вода имеет самую низкую температуру от 2 до 5°С, и при этом еще работает система отопления. Это период с мая по сентябрь, и такой режим является наихудшим для теплообменника ГВС.
Расчетная нагрузка для систем ГВС определяется исходя из наличия на объекте аккумуляторных баков. При отсутствии баков расчет пластинчатых теплообменников производится на максимальную нагрузку, то есть теплообменники должны обеспечивать нагрев воды даже при максимальном водоразборе.
При наличии аккумуляторных баков пластинчатые теплообменники рассчитываются на среднечасовую нагрузку. Баки пополняются постоянно и компенсируют пиковый водоразбор, а теплообменники должны обеспечивать только подпитку баков.
Соотношение максимальной и среднечасовой нагрузок достигает в некоторых случаях четырех-пяти раз.
Рассчитать РПТО для отопления или ГВС оперативно и без лишних временных затрат Вы можете прямо сейчас с помощью конфигураторов на нашем сайте. Проектирование с «Ридан» — всегда точное и простое определение параметров теплообменника под Ваши задачи.
