 |
|
Открытые водяные системы
Основным типом ОВС являются 2-х трубные (рисунок 2.6). Горячая вода поступает со станции к абонентам по трубопроводу I. Обратная вода возвращается на станцию по трубопроводу II.
Отопительные установки (рисунок 2.6, а–г) присоединяются к тепловой сети по тем же схемам, что и в закрытых системах теплоснабжения.
Схемы присоединения установок горячего водоснабжения (рисунок 2.6, д и е) принципиально отличны от ранее рассмотренных схем. Горячее водоснабжение абонентов производится сетевой водой непосредственно из тепловой сети. Вода из подающего трубопровода тепловой сети поступает через клапан регулятора температуры 13 в смеситель 22. В этот же смеситель поступает вода из обратного трубопровода тепловой сети через обратный клапан 5. Регулятор температуры, регулируя расход воды из подающего трубопровода, поддерживает в смесителе 22 постоянную температуру смеси (около 60 °С). Из смесителя вода поступает в местную систему горячего водоснабжения. Обратный клапан 5 препятствует перетеканию воды из подающего трубопровода в обратный. Для выравнивания графика нагрузки горячего водоснабжения установлены аккумуляторы горячей воды: в схеме на рисунок 2.6, д – верхний аккумулятор, в схеме на рисунке 2.6, е – нижний.
Жилые здания, имеющие обычно два вида тепловой нагрузки –отопление и горячее водоснабжение, присоединяются к тепловой сети (смотри рисунок 2.6, ж и з). Отопительная установка и установка горячего водоснабжения присоединены к тепловой сети по принципу несвязанного регулирования (смотри рисунок 2.6, ж). Обе установки работают независимо друг от друга. Расход сетевой воды в отопительной установке не зависит от нагрузки установки горячего водоснабжения и поддерживается постоянным с помощью регулятора расхода 12. Расход сетевой воды на горячее водоснабжение изменяется в весьма широком диапазоне – от максимального в часы наибольшего водоразбора до нуля в период отсутствия водоразбора.
Расчетный расход воды в городских тепловых сетях заметно снижается при присоединении на абонентских вводах отопительных установок и установок горячего водоснабжения по принципу связанного регулирования. Такое присоединение показано на рисунке 2.6, з. В этом случае регулятор расхода 12, установленный на общем подающем трубопроводе абонентского ввода, поддерживает постоянный расход воды из подающего трубопровода на абонентский ввод. В часы большого водоразбора на горячее водоснабжение из подающего трубопровода снижается подача сетевой воды, а следовательно, и теплоты на отопление.
Недоданная теплота компенсируется в часы малого водоразбора из подающего трубопровода, когда большая часть или вся сетевая вода, поступающая на абонентский ввод, направляется в отопительную систему. Гидравлическая разрегулировка отопительных установок в периоды большого водоразбора из подающего трубопровода может быть устранена при установке на перемычке элеватора центробежного насоса 16, который при этих режимах включается в работу (смотри рисунок 2.6, з – к).
Для того чтобы устранить неблагоприятное влияние водоразбора из сети в периоды, когда температура сетевой воды в подающем трубопроводе минимальна (60–65°С), можно применять схему с предвключенным подогревателем горячего водоснабжения, предложенную В.А. Малафеевым (смотри рисунок 2.6, м). Эта схема позволяет осуществлять водоразбор всегда из обратного трубопровода после отопительной установки, а догрев сетевой воды, идущей в систему горячего водоснабжения, осуществляется в предвключенном подогревателе теплотой сетевой воды в подающем трубопроводе.
При присоединении абонентских установок по принципу связанного регулирования (смотри рисунок 2.6, з) строительная конструкция отапливаемых зданий используется в качестве теплового аккумулятора, выравнивающего суточный график тепловой нагрузки абонентской установки.
При повышенной гидравлической нагрузке горячего водоснабжения у большинства абонентов, что характерно для новых жилых районов, часто отказываются от установки регуляторов расхода на абонентских вводах, ограничиваясь установкой только регуляторов температуры 13 в узле присоединения абонентской системы горячего водоснабжения к тепловой сети. Такое присоединение показано на рисунке 2.6, м. Роль регуляторов расхода воды в этой схеме выполняют постоянные гидравлические сопротивления 12, устанавливаемые на абонентских вводах при начальной регулировке системы теплоснабжения. Постоянное сопротивление рассчитывается индивидуально для каждого ввода из условия получения одинакового закона изменения расхода сетевой воды у всех абонентов при изменении нагрузки горячего водоснабжения.
На схемах, приведенных на рисунке 2.6, к и л, показаны абонентские вводы, в которых местное регулирование отопительной нагрузки производится по внутренней температуре воздуха в отапливаемых помещениях. На рисунке 2.6, к отопительная установка присоединена по зависимой схеме, на рисунке 2.6, л – по независимой.
Клапан регулирующего устройства регулирует подачу сетевой воды на отопление. Поддержание требуемого расхода воды в местной отопительной установке независимо от подачи сетевой воды осуществляется насосами 16.
Независимое присоединение отопительных установок тепловой сети (рисунок 2.6, л) позволяет существенно улучшить качество сетевой воды, а следовательно, и воды, поступающей в систему горячего водоснабжения, и повысить надежность теплоснабжения. Это особенно важно для крупных районов, в которых при длинных магистралях и разнородной тепловой нагрузке давление в обратном трубопроводе тепловой сети в условиях непосредственного водоразбора может изменяться в широких пределах, что при зависимой схеме присоединения нарушает нормальную работу отопительной установки.
Рисунок 2.6Открытая двухтрубная водяная система теплоснабжения.
Схемы присоединений: а – О (З); б – О (ЗСС); в – О (ЗНС); г – О (Н); д – Г (АВ); е – Г (АН); ж – О (ЗСС) Г (НВ) несвязанное регулирование; з – О (ЗСНС) Г (НВ) связанное регулирование; и – О (ЗСНС) Г (НВ) постоянное гидравлическое сопротивление на вводе;
к – О (ЗСНС) Г (НВ) несвязанное регулирование; л – О (Н) Г (НВ) несвязанное регулирование; м – О (ЗСС) связанное регулирование; 22 – смеситель; 23 – предвключенный подогреватель ГВС; остальные обозначения те же, что и на рисунке 2.2.
Рядом специалистов были разработаны и предложены однотрубные системы теплоснабжения различных модификаций (рисунок 2.7). Основная идея предложений заключается в использовании всей сетевой воды после отопительных установок для горячего водоснабжения, что позволяет отказаться от обратного трубопровода, благодаря чему резко снижаются начальные затраты на сооружение тепловых сетей.
На рисунке 2.7, а и б показаны принципиальные схемы однотрубной водяной тепловой сети с абонентскими вводами, имеющими отопительные установки и установки горячего водоснабжения. Сетевая вода после отопительной установки (смотри рисунок 2.7, а) и после подогревателя отопительной установки (смотри рисунок 2.7, б) направляется в установку горячего водоснабжения. В смесительном узле 22 установки горячего водоснабжения с помощью регулятора температуры 13 поддерживается постоянная температура путем подмешивания к обратной воде после отопительной системы некоторого количества воды непосредственно из тепловой сети. На схеме, показанной на рисунке 2.7, б, предусмотрен подвод в смесительный узел 22 воды из водопровода. Такая необходимость может возникнуть при высокой температуре сетевой воды. На рисунке 2.7, в показан изолированный абонентский ввод горячего водоснабжения.
Рисунок 2.7Однотрубная водяная система теплоснабжения
Схемы присоединений: а – О (ЗСС) Г (АН); б – О (Н) Г (АВ); в – Г (АВ); 22 – смесительный узел; 23 – пусковое устройство; остальные обозначения те же, что и на рисунке 2.2.
Более целесообразно использование однотрубной сети только для транзитной транспортировки теплоты, например для передачи теплоты от ТЭЦ, расположенных на значительном расстоянии от потребителей, в районы теплового потребления, при сохранении внутри районов теплового потребления двухтрубной системы теплоснабжения. В этом случае транзитная однотрубная сеть и тепловая сеть района работают в различных температурных и гидравлических режимах. Тепловая сеть района работает как обычная открытая двухтрубная система теплоснабжения и удовлетворяет
абонентов теплотой при любом соотношении нагрузок горячего водоснабжения и отопления.
Однотрубная транзитная линия выполняет функции подпиточной линии системы. Для того чтобы вся система в целом была бессливной, расход воды в транзитной линии за сутки или за другой отрезок времени, например за неделю, должен быть равен расходу воды на горячее водоснабжение за этот период.
Такую транзитную сеть правильнее называть не однотрубной, а однонаправленной. Поскольку недопустимы перерывы в подпитке действующих систем теплоснабжения, то по условиям резервирования транзитную линию часто приходится выполнять не однотрубной, а двухтрубной, при этом по обеим трубам вода подается только в одном направлении – от ТЭЦ в район теплоснабжения.
Такая система теплоснабжения с однотрубной (однонаправленной) транзитной линией (рисунок 2.8) была разработана и предложена проф. В.Б. Пакшвером.
Горячая вода подается от ТЭЦ в район теплоснабжения по однотрубной (однонаправленной) транзитной линии I. На транзитной линии установлен регулятор расхода 23, поддерживающий в ней постоянный расход воды, равный средненедельному расходу на горячее водоснабжение.
В районе работает двухтрубная тепловая сеть, состоящая из подающей линии II и обратной III. Циркуляция воды в районной сети производится насосной подстанцией 10. По подающей линии II горячая вода поступает на абонентские вводы а и б, проходит через отопительные системы, частично используется для горячего водоснабжения и затем по обратной линии III возвращается на насосную станцию, на которой имеется подпиточное устройство, состоящее из подпиточного насоса 12 и аккумулятора горячей воды 20. В периоды большого водоразбора, когда расход воды на горячее водоснабжение превышает поступление воды в систему по однотрубному теплопроводу I, снижается давление на перемычке сетевого насоса 10. Это вызывает открытие регулятора подпитки 22, и подпиточный насос 12 подает воду из аккумулятора 20 в систему теплоснабжения. В периоды малого водоразбора, когда расход воды на горячее водоснабжение меньше подачи воды по теплопроводу 1, повышается давление на перемычке сетевого насоса 10. Регулятор расхода 22 закрывается, а регулятор слива 21 открывается, и избыточное количество воды сливается из сети в аккумулятор 20.
С помощью аккумулятора 20 выравнивается график тепловой нагрузки ТЭЦ и график нагрузки транзитной тепловой сети.
Часть тепловой мощности в виде пиковой котельной района (ПКР) 19 включена после сетевого насоса 10 на подающей линии двухтрубной тепловой сети. Вода, поступающая по однотрубному теплопроводу, смешивается с сетевой водой, подогретой в ПКР 19.
Смешанная вода поступает в подающую линию II двухтрубной тепловой сети.
Рисунок 2.8Водяная система теплоснабжения с однотрубной транзитной и двухтрубной распределительной сетью.
Схемы присоединений: а – О (ЗССНС) Г (НВ); б – О (Н) Г(НВ); ОК – обратный клапан; Д – магистраль дальнего транспорта; Э – элеватор; РТ – регулятор температуры; РО – регулятор отопления; 1 – турбина; 2 – электрогенератор; 3 – котел; 4 – конденсатор; 5, 6 – теплофикационные подогреватели нижней и верхней ступеней; 7 – сетевой насос; 9 – деаэратор подпиточной воды; 10, 12 – подпиточные насосы; 19 – пиковая котельная района; 20 – аккумулятор горячей воды; 21 – регулятор слива; 22 – регулятор подпитки; 23 – регулятор расхода транзитной сети; 24 – насос химводоочистки; 34 – пиковый котел; 36 – химводоочистка; 37 – встроенный пучок в конденсаторе.