Главная | Обратная связь

Аккумуляторы горячей воды

 

Тепловая аккумуляция в системах теплоснабжения осуществляется для перераспределения тепловой нагрузки в течении суток. При этом наряду с естественной аккумуляцией теплоты строительных конструкций зданий применяются специальные устройства. Расчетную емкость аккумуляторов для выравнивания графика тепловой нагрузки можно определять графическим методом, предложенным А.В. Хлудовым.

Сущность метода заключается в следующем. На основании суточного графика расхода теплоносителя (рисунок 6.24, а) строится интегральный график расхода 1 (рисунок 6.24, б). Каждая ордината интегрального графика расхода равна суммарному расходу теплоносителя от начала суток до момента, соответствующего указанной ординате. Интегральным графиком подачи при суточном выравнивании расхода теплоносителя является прямая 2, соединяющая начало координат с конечной ординатой суточного интегрального графика расхода. Угловой коэффициент интегрального гра­фика подачи равен среднечасовой подаче теплоносителя

 

(6.24)

где – суточный расход теплоносителя.

Емкость аккумулятора , требующаяся для указанного выравнивания нагрузки, равна максимальной разности ординат интегральных графиков подачи и расхода.

Аккумулирующая способность аккумуляторов горячей воды, кДж или ккал,

 

(6.25)

где G – массовая емкость аккумулятора, кг;

с_P – теплоемкость воды, с_P=4.19 кДж/(кг·К)=1 ккал/(кг·˚С);

t_Г,t_Х – температуры горячей воды, поступающей из аккумулятора в установку ГВС, и холодной водопроводной воды, ˚С.

 

Рисунок 6.24 Схема изменения температуры теплоносителей в противоточных аппаратах
а –суточный график; б – интегральный график;
1 – интегральный график расхода;
2 – интегральный график подачи.

 

 

На рисунке 6.25показана предложенная А.В. Хлудовым принципи-альная схема абонентской установки горячего водоснабжения с аккумулятором при закрытой системе теплоснабжения, а на рисунке 6.26даны в Н, V-диаграмме режимы работы этой установки.

 

 

Рисунок 6.25 Принципиальная схема абонентской установки ГВС

с аккумулятором
1 – регулятор давления “после себя”; 2 – регулятор температуры;

3 – аккумулятор; 4 – водо-водяной подогреватель; 5 – насос;

6 – водоразборный кран; 7 – полотенцесушитель; 8 – обратный клапан.

 

 

Предложенная схема требует минимального количества авторегуляторов. На установке имеется только два регулятора: регулятор давления (напора) «после себя» 7, поддерживающий постоянный напор H₁ на всасывающей линии насоса, и регулятор температуры 2, поддерживающий постоянную температуру воды t_Г на выходе из подогревателя горячего водоснабжения 4. Циркуляционный насос 5 работает непрерывно.

При отсутствии водоразбора, когда все краны 6 закрыты, холодная водопроводная вода в систему не поступает. Насос 5 создает циркуляцию воды в системе. Вода проходит через водо-водяной подогреватель 4 и затем разветвляется на два потока. Один поток поступает сверху в аккумулятор 3 и вытесняет из его нижней части холодную воду, которая поступает во всасывающий патрубок насоса 5. При этом происходит зарядка аккумулятора горячей водой.

Другой поток воды поступает по трубопроводу горячего водоснабжения в полотенцесушители 7 (нагревательные приборы, устано-вленные в ванных комнатах) и вытесняет из них охлажденную воду, которая по циркуляционному трубопроводу системы горячего водоснабжения через открытый клапан 8 поступает во всасывающий патрубок циркуляционного насоса.

 

 

Рисунок 6.26 Процесс работы абонентской установки ГВС

с аккумулятором в H,V – диаграмме
H – приведенная характеристика насосной установки;

A – характеристика аккумулятора; C’,C’’ – характеристики установки ГВС; Б’,Б’’,Б’’’ – суммарные характеристики аккумулятора и установки ГВС;

Б‘’’’ – суммарная характеристика насосной установки и аккумулятора.

 

Этот режим работы установки характеризуется на рисунке 6.26точкой I пересечения приведенной характеристики насосной установки H с характеристикой системы Б'.

Кривая Н – приведенная характеристика насоса 5 и подогревателя 4. Из напоров, развиваемых насосом 5, вычтены потери напора в подогревателе 4. Кривая Б' – суммарная характеристика аккумулятора А и системы горячего водоснабжения С', включенных параллельно.

При этом режиме подача насоса 5 равна V"; из этого расхода V'_А поступает в аккумулятор, а V'_С в систему. При этом режиме напор на выходе из аккумулятора H'₂ > H₁.Располагаемый напор в аккумуляторе ΔН_А=Н'₂–H₁. Обратный клапан 8 открыт.

При частичном включении водоразбора, когда открывается некоторое количество водоразборных кранов 6, в систему поступает холодная вода из водопровода, компенсирующая водоразбор. Эта вода смешивается с водой, поступающей из аккумулятора и из циркуляционной системы горячего водоснабжения, проходит через насос 5 и подогреватель 4 и подается в систему горячего водоснабжения.

Этот режим характеризуется на рисунке 6.26точкой II пересечения характеристики насосной установки Н характеристикой системы Б".

Кривая Б" –суммарная характеристика аккумулятора А и системы горячего водоснабжения С", включенных параллельно.

Кривая С" имеет значительно более пологий характер по сравнению с кривой С', так как снизилось гидравлическое сопротивление s системы горячего водоснабжения вследствие открытия водоразборных кранов.

При этом режиме подача насоса 5 равна V">V' поступление воды в систему горячего водоснабжения V"_C>V'_C, а поступление горячей воды на зарядку аккумулятора снизилось V"_А>V'_А. Напор на выходе из насоса H"₂> Н'₂, однако H"₂<H'₂ . Располагаемый напор в аккумуляторе снизился.

С увеличением водоразбора снижается располагаемый напор в аккумуляторе и циркуляционной системе горячего водоснабжения, вследствие чего уменьшается подача горячей воды на зарядку аккумулятора и падает расход воды через полотенцесушители и циркуляционную линию. При некотором водоразборе располагаемый напор в аккумуляторе делается равным нулю и зарядка аккумулятора прекращается. Одновременно или несколько раньше прекращается циркуляция воды через полотенцесушители, так как располагаемая разность напоров в циркуляционной линии делается равной нулю. Обратный клапан 8 закрывается.

Этот режим работы системы характеризуется на рисунке 6.26точкой III. Расход воды, поступающей через насос 5 в систему горячего водоснабжения, V'">V">V'. В аккумулятор горячая вода не поступает. При дальнейшем увеличении водоразбора располагаемый напор в аккумуляторе меняет знак и аккумулятор начинает разряжаться. При этом режиме холодная водопроводная вода, поступающая в систему, разветвляется после регулятора 1 на два потока. Один поток воды проходит через насос 5 и подогреватель 4. Другой поток поступает снизу в аккумулятор 3 и вытесняет из него горячую воду. Горячая вода из подогревателя и аккумулятора смешивается и поступает в систему горячего водоснабжения. В полотенцесушители горячая вода при этом режиме не поступает, так как располагаемый напор в циркуляционной линии изменил свой знак и обратный клапан 8 закрыт.

Режим работы системы определяется суммарной характеристикой насоса Н и аккумуляторной установки, включенных параллельно.

Расход воды в систему V""=V'"_Н+V'"_А. При этом V""_Н>V'"_Н, а H""₂<H₁ поэтому обратный клапан 8 закрыт. Расход воды в системе горячего водоснабжения возрастает с увеличением разности напоров (H₁–H""₂). Раскрытие кранов горячего водоснабжения у абонентов приводит к снижению H""₂ и увеличению подачи воды в систему.