На главную Обратная связь Карта сайта

Статьи по теплоизоляции

Дополнение автоматики ГВС при открытой системе теплоснабжения новейшей функцией энергосбережения
Г. А.Рябцев, к.т.н. Б.Г. Фельдман, Калининградский институт интернационального бизнеса; к.т.н. В.И.Рябцев, доцент, Курский технический институт.
Неприклонно растущее внимание к разумному сокращению употребления горючего и энергии, стимулируемое неизменным увеличением их цен, приводит к необходимости наиболее кропотливого анализа имеющихся положений в тепловых сетях. Прежд всего, это касается горячего водоснабжения (ГВС), для которого, а именно, характерны переменные термо режимы, практически не раскрытые в технической литературе [1,2]. Разглядим с этих позиций метод регулирования температуры воды в данной схеме, так как ее автоматика однобока и фактически не решает вопросцы энергосбережения, упущенные всеми фирмами -разработчиками.
Проследим это на простом примере - открытом водозаборе из теплосети. Его принципиальная тепловая схема изображена на рис. 1, где также представлены нрав конфигураций температуры, расхода и давления в подводящих и отводящем трубопроводах. Всепостоянство температуры горячей воды, идущей на бытовые нужды (1а), обеспечивается запроектированной автоматикой. А расход воды в непродолжительном интервале времени (в течение 1-го - 2-ух часов) меняется вне всякой закономерности по желанию потребителя меж наименьшим и наибольшим значениями (16). Практически аналогично колеблется величина давления (1в). Ежели ее выделить в зависимости от расхода, то просматриваются определенные кривые (1г), по которым, к огорчению, видно, что давление не стабильно, хотя это чрезвычайно принципиально для потребителя. Поэтому как возможны режимы при огромных расходах, когда напор горячей воды перед кранами обитателей существенно понижается и создаются условия для уменьшения водоразбора. А при резком возрастании давления (оно ведь никогда не регулируется) снова нужно быстро вмешиваться и изменять количество нужной воды, чтоб она не выливалась впустую. Это вносит определенные трудности в использовании горячей водой, возникают предпосылки для лишнего ее расхода и появления несчастного варианта в быту.
Энергорасточительство, связанное с работой имеющейся автоматики, проявляется не только лишь в упомянутых 3-х факторах расходования горячей воды, да и в наличии нужных издержек электроэнергии на поддержание величины давления, которая быть может в данный момент
не требуется. Поясним это детально. Представим,    что при большом расходе устанавливается давление Рч, и оно обеспечивает для каждого жильца необходимое количество горячей воды. А в критериях малого водоразбора, к примеру, в ночные часы кривая давления смотрится наиболее горизонтальной (рис. 1г), и фактический напор у определенного потребителя растет до значения ?2. Появившаяся разность д Р == ?2 - Pi и есть те лишние издержки электроэнергии, которые появляются из-за неудачной схемы регулирования. Если б автоматика ГВС в данной ситуации смогла бы внести это доп сопротивление А Р в гидравлическую характеристику водяной системы теплосети, то на генерирующем источнике у сетевого насоса по общеизвестной кривой центробежного агрегата рабочая точка № 1 (рис.2) переместилась бы выше в рабочую точку № 2. Дальше уже собственный частотный преобразователь вращения электродвигателя насоса, отреагировав на возросшее давление, возвратил бы напор до Рч но в другую рабочую точку № 3. Таковым образом уменьшилось потребление электроэнергии.
Переменные термо и гидравлические режимы переплелись в схеме ГВС, где меняются температура, давление и расход (а означает и теплота), т. е. все
три главные характеристики водяного потока. При этом два крайних колеблются произвольно с разнообразнейшими частотами и амплитудами, чем конечная температура, а регулируется автоматикой конкретно одна она. Таковой технический феномен, наверняка, появился в силу почти всех обстоятельств. И одна из их исторически первой возникла в виде главной задачки - получить горячую воду подходящей температуры. С ростом техники и трудности автоматики ее размер задач не корректировался. Такое типично для всех работающих схем регулирования ГВС, выпускаемых и чрезвычайно известными забугорными фирмами (в том числе Данфосс) и нашими русскими.
Подмеченный в первый раз недочет автоматики наиболее ярче проявился в нашей стране, когда иностранное оборудование применяется без адаптации к русским условиям, а изготавливаемое на наших заводах часто скопировано с импортного.
За рубежом выявленная недоработка автоматики в виде колебания давления не так сильно видна может быть поэтому, что там количество подключаемых потребителей (квартир) к одному трехходовому клапану во много раз меньше, чем у нас. По данной причине кривая давления (рис. 1г) не опускается резко вниз, и потребитель практически не ощущает изменение давления. У нас же на 100 и поболее квартирный дом проектируется всего один личный тепловой пункт с одним трехходовым клапаном на ГВС. Еще быть может по иной индивидуальности наших критерий кривая 1г выходит наиболее крутозагнутой вниз - из-за чрезвычайно длинноватых разводок горячей воды от регулирующего органа до самой дальней квартиры с чрезвычайно большими гидравлическими потерями.
Выявленные недочеты подталкивают к выбору еще 1-го параметра (кроме температуры), подлежащего регулированию и уменьшающего скачки давления и электропотребления. Таковым параметром быть может расход горячей воды. Конкретно он является первопричиной падений и возрастаний давления. Схожее регулирование но вручную по таковым же двум характеристикам отыскало повсеместное распространение в быту в каждой стране, и умопомрачительно, что его принцип не употребляется в схеме горячего водоснабжения. По-видимому это разъясняется трудностями - что брать за базу для отсчета расхода, величина которого является непредсказуемой не подчиняется никакой закономерности. Подойдет ли имеющийся вид использования величины и времени конфигурации регулируемого параметра. Известен в теплотехнике наиболее непростой способ, основанный на сложный математической обработке амплитуды и частоты импульса. Хотя сегодняшние микропроцессоры (контроллеры) просто совладали бы и с таковой задачей. На рис. 3 дается высококачественное сопоставление характеристик регулирования давления поблизости конечных потребителей и хода клапана при всепостоянстве температур tn , to и t . по старенькому и предложенному принципах. Набросок 36 наглядно показывает улучшение критерий для энергосбережения методом сотворения рационального давления воды в конце разводки.
Несколько проще может быть решение с регулированием ГВС в закрытой теплосети, где следует устанавливать на трубопроводе горячей воды уже конкретно к потребителю двухходовой регулирующий клапан, изменяющий расход по предложенному методу. Это несколько эффективнее, чем поддержание давления воды только при помощи асинхронного преобразователя частоты вращения насоса прохладной водопроводной воды. В крайнем случае насос при всех расходах сохраняет один раз выставленную величину давления воды. В то время как она выходит относительно высочайшей при наименьшем расходе и вызывает излишнее потребление электроэнергии. Добавление регулирования и по расходу исключит этот недочет.
Таковым образом, переменные режимы ГВС вне зависимости от ее схемы поддаются   энергосбережению, что дополнительно содействует уменьшению отравления окружающей нас природы и смягчению деяния жилищно-коммунальной реформы.
Литература 1. В. И. Рябцев, Г. А. Рябцев. О неких показателях тепловых переменных режимов теплосети, Анонсы теплоснабжения № 2 2001.
2. В. И. Рябцев, Г. А. Рябцев, В. М. Гребеньков. Определение значений нормативной температуры обратной сетевой воды в нерасчетном режиме. Анонсы теплоснабжения, № 3 2001.
Рис. 1 Принципиальная схема ГВС:
а - нрав конфигурации температуры воды; б -диаграмма расхода горячей воды; в - условная диаграмма колебания давления горячей воды перед кранами потребителя; г - условная кривая давления горячей воды в зависимости от ее расхода.
Рис. 2 Диаграмма работы центробежного сетевого насоса, оснащенного частотным преобразователем, при разных положениях трехходового клапана.
I, II, III - гидравлическая черта теплосети соответственно до и опосля прикрытия трехходового клапана ГВС и в новеньком установившемся наиболее экономичном режиме;
1, 2, и 3 - рабочие точки в прошлых режимах.
Наши филиалы: Нижний Новгород / Самара / Омск / Казань / Челябинск / Ростов-на-Дону / Москва /