СП 41-101-95 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ (Приложения) - Б. РАСЧЕТ ГРАФИКОВ ТЕМПЕРАТУР ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ У ПОТРЕБИТЕЛЯ ПОДДЕРЖИВАЕМЫХ ПРИ АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

Б. РАСЧЕТ ГРАФИКОВ ТЕМПЕРАТУР ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ У ПОТРЕБИТЕЛЯ ПОДДЕРЖИВАЕМЫХ ПРИ АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

При автоматизации систем отопления задан­ный график подачи теплоты обеспечивается пу­тем поддержания регулятором соответствующего графика температур теплоносителя. Могут применяться следующие способы поддержания графика температур теплоносителя, циркулирующего в системе отопления:

1 ) поддержание графика температур тепло­носителя в подающем трубопроводе - t₀₁;

2) поддержание графика температур тепло­носителя в обратном трубопроводе - t₂;

3) поддержание графика разности темпера­тур теплоносителя в обоих трубопроводах Dt=t₀₁ -t₂.

Первый способ, наиболее распространенный за рубежом, приводит к завышению подачи теп­лоты в теплый период отопительного сезона при­мерно на 4 % годового теплопотребления на ото­пление вследствие необходимости спрямления криволинейного графика температур воды в по­дающем трубопроводе.

Второй способ рекомендуется применять при автоматизации систем, в которых возможно из­менение расхода циркулирующего теплоносите­ля (например, при подключении системы отопле­ния к тепловым сетям через элеватор с регули­руемым сечением сопла, с корректирующим на­сосом, установленным на перемычке между по­дающим и обратным трубопроводами). Контроль температуры в обратном трубопроводе гаран­тирует нормальный прогрев последних по ходу воды в стояке отопительных приборов.

Третий способ наиболее эффективен, так как при нем повышается точность регулирования, из-за того, что график разности температур - ли­нейный, в отличие от криволинейных графиков температур воды в подающем и обратном тру­бопроводах систем отопления. Но он может при­меняться только в системах отопления, в кото­рых поддерживается постоянный расход цирку­лирующего теплоносителя (например, при неза­висимом присоединении через водоподогреватель или с корректирующими насосами, установ­ленными на подающем или обратном трубопро­водах системы отопления). При известном рас­ходе воды, циркулирующей в системе, этот спо­соб регулирования является наиболее точным, так как еще устраняет ошибки в подаче теплоты при наличии запаса в поверхности нагрева ото­пительных приборов (при других способах регу­лирования поддержание расчетного графика приведет к перерасходу теплоты и из-за незна­ния фактического значения показателя степени т в формуле коэффициента теплопередачи ото­пительного прибора).

На рис. 2 и 3 представлены графики измене­ния относительной температуры воды в подающем  и обратном  трубо­проводах систем отопления с постоянной цирку­ляцией воды (температурного критерия системы отопления)_ в зависимости от относительного теп­лового потока на отопление Q₀, определенного по разделу А настоящего приложения, и с учетом возможных значений показателя степени m в фор­муле коэффициента теплопередачи отопительного прибора (здесь b далее с индексом «т» - зна­чения температур при текущей температуре на­ружного воздуха).

Рис. 2. Графики изменения температурного критерия системы отопления по температуре воды в подающем трубопроводе - для различных значений показателя степени m и при постоянной циркуляции теплоносителя в системе

Эти рисунки иллюстрируют значительное влияние на степень криволинейности графиков температур воды фактического значения коэф­фициента m, который зависит от типа отопитель­ных приборов и способа прокладки стояка. Так. например, в системах отопления с замоноличенными стояками и конвекторами «Прогресс» следует принимать m= 0,15, а в системах отопле­ния с конвекторами «Комфорт» и открыто про­ложенными стояками m= 0,32. В системах с чу­гунными радиаторами m = 0,25.

Используя эти графики, находят искомую температуру воды в подающем или обратном трубопроводе при различных температурах на­ружного воздуха: для требуемой t_н находят по формулам (1) и (2) или из графика рис.1 отно­сительный расход теплоты на отопление Q₀, а

Рис. 3. Графики изменения температурного критерия системы отопления по температуре воды в обратном трубопроводе  при постоянной циркуляции воды в системе

по нему - из графиков рис. 2 или 3 относитель­ную температуру воды. Затем по нижеперечис­ленным формулам - искомую температуру воды:

                     (3)

                       (4)

Значения t_i и t_i^опт принимаются теми же, что и при определении Q₀.

На рис. 4 приведены для однотрубных сис­тем отопления требуемые графики изменения относительной температуры воды в подающем (t^T₀₁-t_i^опт)/(t₀₁ -t_i) обратном (t^T₂-t_i^опт)/(t₂ -t_i) трубопроводах и их разности (t^T₀₁-t^T₂)/(t₀₁ -t₂), обозначаемые далее критерием Q, и определен­ные исходя из обеспечения одинакового изме­нения теплоотдачи первых и последних по ходу

Рис. 4. Графики изменения относительных температур теплоносителя в однотрубных системах отопления при количественно-качественном регулировании

воды в стояке отопительных приборов. При этом в системах отопления расход циркулирующего теп­лоносителя должен изменяться (количественно-качественное регулирование) в соответствии с гра­фиками, приведенными на рис. 5, Графики постро­ены по следующим формулам для различных m:

                                               (5)

                                          (6)

где G₀, G_0max расход циркулирующего тепло­носителя соответственно при текущей наружной температуре и расчетной для проектирова­ния отопления.

При регулировании подачи теплоты в систе­мах отопления центральных тепловых пунктов (ЦТП) температурные графики определяются по тем же зависимостям, как и для систем отопле­ния отдельных зданий, подставляя иное значе­ние расчетной температуры. Например, для ЦТП с независимым присоединением квартальных

Рис. 5. Графики изменения относительного расхода воды в однотрубной системе отопления при количественно-качественном регулировании

сетей отопления t₀₁=120 °С, а для ЦТП с зави­симым присоединением -t₀₁ =150 °С.

Если вентиляционная нагрузка потребителей, подключенных к ЦТП, не превышает 15 % отопи­тельной, более оптимальным в ЦТП остается регулирование по разности температур воды в подающем и обратном трубопроводах (при раз­мещении корректирующих насосов на перемыч­ке устанавливают дополнительный регулятор для стабилизации расхода воды в квартальных се­тях). При этом, соблюдая принцип ограничения максимального расхода сетевой воды на вводе теплового пункта, для компенсации недогрева зданий в часы прохождения максимального во-доразбора график температур, задаваемый ре­гулятору, повышается на 3 °С против отопитель­ного. Тогда в часы максимального водоразбора график все равно не будет выдерживаться, но за счет превышения его в остальные часы в це­лом за сутки здание получит норму расхода теп­лоты. Примерные графики регулирования пода­чи теплоты для условий расчетной наружной тем­пературы минус 25 °С приведены на рис. 6.

При регулировании подачи теплоты на отоп­ление в ЦТП, когда постоянство расхода тепло­носителя не обеспечивается (отсутствует коррек­тирующий насос или при установке корректиру­ющего насоса на перемычке отсутствует регулятор стабилизации расхода воды) и системы ото­пления подсоединены к квартальным сетям че­рез элеваторные узлы, следует поддерживать график температур воды в обратном трубопро­воде. При этом значение параметра (t^T₂-t_i^опт)/(t₂ -t_i) следует определять исходя из соответ­ствия изменения теплоотдачи в последних по ходу воды стояках отопительных приборов, т.е. на основе зависимостей, приведенных на рис. 3, и формулы (4).

Если вентиляционная нагрузка потребителей, подключенных к ЦТП, превышает 15 % отопи­тельной (т.е. создается нестабильность измене­ния температуры обратной воды, поступающей в ЦТП, и из-за малой инерционности калорифе­ров не допускается снижение температуры теп­лоносителя, поступающего к ним), подачу теп­лоты в квартальные сети следует регулировать поддержанием температурного графика в пода­ющем трубопроводе без повышения его из-за ограничения расхода сетевой воды. Последнее выполняется в этом случае исходя из максималь­ного часового расхода теплоты на горячее во­доснабжение и путем воздействия на клапан, из­меняющий расход теплоносителя на водоподогреватель горячего водоснабжения, а не отопле­ния, что имеет место при меньшей вентиляционной нагрузке.

Рис. 6. Графики изменения разности температуры воды в подающем

и обратном трубопроводах системы отопления Dt в зависимости от t_н

1-3-Dt = 150...70°С соответственно наветренная ориентация фасада здания, заветренная и с ограничением максималь­ного расхода воды, 4-6 Dt= 120...70°С, тоже; 7-Dt= 105. .70 °С- заветренная ориентация, 8- Dt= 95.. .70 °С-тоже