Размещено на http://www.allbest.ru/

Продолжительность нагрузок пиковых источников систем теплоснабжения в течение отопительного периода

Интегральные графики отопительной нагрузки

интегральный отопительный надёжность теплоснабжение

Обычно расчет мощности источника тепла производится для покрытия отопительной нагрузки в самый холодный период года. Исходными данными для такого расчета служит температура воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92. Однако такая мощность требуется лишь несколько дней в году, остальную же часть года необходима значительно меньшая мощность. Это наглядно иллюстрируется приведенными ниже графиками, построенными для климатических условий Санкт-Петербурга (рис. 1 и 2). Из интегрального графика видно, что даже при аномально теплых зимах и базовой подаче тепла от тепловой сети в размере 60% на долю пикового источника приходится 6-8% от годовой отопительно-вентиляционной нагрузки, а в холодные зимы - до 20%. С учетом круглогодичной нагрузки горячего водоснабжения доля пиковых источников в годовом потреблении в течение последних 8 лет не превышала 4-12%. Поэтому суммарные выбросы в атмосферу от пиковых источников будут ничтожно малы по сравнению с выбросами от автономных котельных, работающих постоянно в течение года.

Интегральные графики, как известно, обладают универсальностью. Поэтому график, построенный для условий Санкт-Петербурга, может быть использован практически для подавляющего большинства регионов России. На рис. 3 представлены интегральные графики тепловой нагрузки, построенные по данным многолетних наблюдений для регионов с различными климатическими условиями нашей страны. Графики построены для 21 города. Как видно из рисунка, разброс тепловых нагрузок для этих городов весьма незначителен.

Интерес представляет рис. 4, на котором показано соотношение энергий, вырабатываемых базовым и пиковым источниками за год, в зависимости от мощности пикового источника. Кривые построены на основе усредненных климатических данных для указанного выше семейства

городов. Из рисунка видно, что при подаче тепла от базового источника на долю пикового источника приходится всего от 3 до 7%. Следует отметить, что данные рис. 4 хорошо согласуются с показателями, приведенными ранее для условий Санкт-Петербурга.

Повышение надежности систем централизованного теплоснабжения

Наличие локальных пиковых источников теплоснабжения при авариях на теплопроводах позволяет обеспечить необходимый минимальный уровень теплопотребления близкорасположенных зданий, исключить опасность замораживания систем. При отказе системы централизованного теплоснабжения мощности пикового источника будет достаточно, чтобы не заморозить систему отопления при сильных морозах, а при умеренной температуре на улице поддерживать в помещениях нормальную температуру. Время снижения температуры в помещениях от 18 ^ОС до 0 ^ОС при изменении обеспечения здания теплом с номинальной нагрузки до пиковой иллюстрируется таблицами 1 и 2. Температура наружного воздуха принималась равной -26^ОС (табл. 1) и -20 ^ОС (табл. 2). Длительность стояния расчетных температур не превышает 5 дней. При наиболее распространенном значении тепловой инерции здания 60 ч. и доли фактической нагрузки 40-50% будет достаточно времени для ликвидации аварии в системе централизованного теплоснабжения без угрозы замораживания системы отопления.

Применение пиковых источников в поливалентных системах теплоснабжения

Как известно, режим теплопотребления и режим поступления тепла от нетрадиционных источников энергии не совпадают по времени в течение года и в течение суток, а в некоторых случаях потенциал нетрадиционных источников недостаточен для систем теплопотребления. Тогда для нагрева теплоносителя до требуемых параметров необходима установка пиковых источников.

Таблица 1. Время снижения температуры в помещениях от 18 ^ОС до 0 ^ОС при изменении обеспеченности здания теплом от номинальной нагрузки до фактической (tнаруж.в. = -26 ^ОС), ч.

С другой стороны, установка пиковых источников обусловлена экономическими факторами. Например, капитальные затраты на установку теплового насоса, использующего тепло грунтовых вод, значительно выше, чем устройство традиционной котельной. Срок окупаемости такой установки может составлять 8 и более лет. Однако его можно значительно сократить, если сделать комбинированную отопительную установку: базовую мощность обеспечивать от теплового насоса (около 60%), а дополнительную (около 40%) - от пикового источника. В соответствии с интегральным графиком тепловой нагрузки около 92-95% мощности за год будет выработано работающим в базовом режиме и максимально использующим полезную мощность тепловым насосом и только 5-8% - дополнительным пиковым источником тепла (рис. 5). При таком подходе резко сокращается срок окупаемости капитальных затрат.

Технологические схемы устройств локальной генерации тепла

На рис. 6 представлена схема подключения системы отопления к тепловой сети с пиковой котельной через теплообменники по независимой схеме. В случае если двухходовой клапан открыт полностью, а температура в подающей линии системы отопления не соответствует расчетной по температурному графику, начинает открываться трехходовой клапан и теплоноситель догревается до необходимой температуры. Для управления могут использоваться два контура погодозависимой системы регулирования, настроенных на идентичные температурные графики.

Вариант подключения системы отопления к тепловым сетям по зависимой схеме через элеватор показан на рис. 7. Подключение локальной котельной осуществляется без каких-либо смесительных клапанов, посредством двух врезок на расстоянии одного метра без изменения диаметра. Регулирование температуры воды, подаваемой в систему отопления, осуществляется изменением расхода подмешиваемого горячего теплоносителя из локальной пиковой котельной. Управление расходом подмешиваемого теплоносителя осуществляется посредством циркуляционного насоса, подключенного через частотный привод. Управление частотой вращения двигателя насоса, а, следовательно, и количеством подмешиваемого теплоносителя, осуществляется по температуре теплоносителя, подаваемого в систему отопления с учетом температурного графика. Если температуры теплоносителя, подаваемого из теплосети, достаточно, то циркуляционный насос останавливается, и тепло от локальной пиковой котельной потребляться не будет.

Пиковый источник тепла (электрокотел) может быть установлен и в квартирных тепловых пунктах, в которых система отопления отдельной квартиры подключается через свой теплообменник (рис. 8). Подключение через теплообменник целесообразно использовать при вероятной опасности загрязнения системы отопления, либо при необходимости регулирования температуры теплоносителя, подаваемого в систему отопления квартиры. Последовательно с теплообменником установлен пиковый электрокотел. В электрокотле поддерживается постоянная температура теплоносителя, и при необходимости осуществляется подмес горячего теплоносителя из электрокотла в подающую линию системы отопления квартиры посредством трехходового клапана. Для управления режимом подачи тепла в систему отопления могут использоваться два контура погодозависимой системы регулирования, настроенных на идентичные температурные графики.

Размещено на Allbest.ru