Teplotní graf topné sítě – výpočet parametru chladiva

Shrneme-li zkušenosti organizací zásobování teplem (HSO) ve více než 50 velkých městech Ruska, můžeme dojít k závěru, že v průměrném HSO techničtí specialisté a jejich manažeři nevědí, jak se počítá teplotní harmonogram, proč je to přesně takhle a co a jak jeho změna ovlivňuje. Techničtí manažeři některých provozovatelů přenosové soustavy mění teplotní grafy svým rozhodnutím zcela svévolně: mění úhel sklonu, ohýbají jej do oblouku, zavádějí stupně na linii teploty vody v přívodním potrubí, zvyšují linii teploty vody ve vratném potrubí a přibližují ji skutečným teplotám.

Teplotní graf není empirickou závislostí teploty vody v síti na teplotě venkovního vzduchu. Teplotní grafy se vypočítávají pomocí vzorců. Jsou založeny na rovnicích přenosu tepla. Nejdříve však musíme nejprve porozumět metodám regulace tepelné zátěže.

Způsoby regulace tepelné zátěže

Existují tři hlavní způsoby regulace tepelné zátěže:

ü kvalitativní – změnou teploty síťové vody při její stálé spotřebě;

ü kvantitativní – změna průtoku síťové vody při konstantní teplotě;

ü kvalitativně-kvantitativní – současná změna teploty a průtoku síťové vody.

U většiny zdrojů tepelné energie (a pro některé i jediného) je hlavním typem tepelné zátěže vytápění. Podíl ostatních druhů tepelné zátěže, dodávky teplé vody (průměrné) a větrání v topné sezóně je výrazně nižší než vytápění a zpravidla nepřesahuje 30 %. Centrální regulace proto vychází ze zákona změny topné zátěže od teploty venkovního vzduchu – harmonogramu kvalitní regulace topné zátěže.

V případě zatížení TUV je do teplotního plánu zaveden limit minimální teploty vody v přívodním potrubí, aby byla zajištěna požadovaná teplota vody systémů TUV. Toto omezení se nazývá „narovnání na dodávku teplé vody“. Při sekvenčním zapínání ohřívačů TUV je aplikován plán kontroly kvality pro kombinované vytápění a ohřev TUV. V tomto případě je k hodnotám teploty vody v přívodním potrubí zaveden příplatek, který se vypočítává na základě poměru TUV a topného zatížení. Ale takové topné systémy nejsou běžné.

Autorovi nejsou známy případy aplikace kvantitativní či kvalitativně-kvantitativní regulace pro zásobování měst teplem.

Výpočet teplotního grafu regulace kvality

Vzorce pro výpočet teplotního grafu jsou odvozeny ze společného řešení tří rovnic přenosu tepla.

První rovnice. Tepelný tok pro kompenzaci tepelných ztrát budovou (tepelné ztráty obvodovým pláštěm budovy)

kde t_ext – teplota vzduchu ve vytápěném objektu, °C; t_н – venkovní teplota vzduchu, °C; ∑ (k_i ∙ F_i)_bld – součet součinů součinitelů prostupu tepla jednotlivých obvodových konstrukcí budov na jejich povrchu.

V bezrozměrné formě může být první rovnice reprezentována jako:

kde je relativní rozdíl mezi teplotami vnitřního a venkovního vzduchu.

Horní indexy «р» zde a níže označují hodnotu při vypočtené teplotě venkovního vzduchu.

Druhá rovnice. Tepelný tok vyzařovaný topnými zařízeními

kde t₃ – teplota chladicí kapaliny na vstupu do topného zařízení, °C; t₂ – stejný na výstupu, °C; ∑ (k_i ∙ F_i)_пр – součet součinů součinitelů prostupu tepla jednotlivých topných zařízení na jejich povrchu.

Přečtěte si více

Jak diagnostikovat problémy s troubou » Videa o opravě spotřebiče

Součinitel prostupu tepla topného zařízení není konstantní hodnotou a závisí na teplotní výšce topného zařízení. .T:

kde А – konstanta, která závisí na typu zařízení, umístění, způsobu instalace a řadě dalších faktorů; n – konstantní, také v závislosti na typu topného zařízení. Pro topné systémy vybavené nejběžnějšími typy konvekčně-sálavých topných zařízení, n = 0,25;

komplexní ∑ (k_i ∙ F_i)_пр lze také vyjádřit pomocí vypočtených hodnot tepelného zatížení a teplotního rozdílu:

kde ∆t p teplotní tlak topného zařízení při návrhovém režimu (při návrhové teplotě venkovního vzduchu):

V bezrozměrné podobě bude druhá rovnice tepelného toku vypadat takto:

Třetí rovnice. Tepelný tok přenášený chladicí kapalinou do topných zařízení:

kde с – tepelná kapacita chladicí kapaliny, W/(m3 ·°С); G – průtok chladicí kapaliny, m3;
u – směšovací koeficient na topné jednotce; t₁ – teplota chladicí kapaliny před směšovací jednotkou, °C.

Směšovací koeficient se vypočítá podle vzorce:

Průtok chladicí kapaliny G lze také vyjádřit pomocí vypočtených hodnot tepelného zatížení a teplotního rozdílu chladicí kapaliny:

kde g – relativní průtok – parametr, který charakterizuje soulad průtoku chladicí kapaliny při skutečné teplotě venkovního vzduchu s vypočítanou hodnotou. U otopných soustav s kvalitní regulací hodnota parametru g = 1;
– vypočtený teplotní rozdíl topné sítě: ; – vypočtený teplotní rozdíl chladicí kapaliny v topných zařízeních: .

V bezrozměrné podobě bude třetí rovnice tepelného toku vypadat takto:

Tři rovnice tepelného toku tedy tvoří soustavu rovnic:

Při řešení soustavy rovnic pro teploty chladicí kapaliny t₁, T₂ и t₃ jsou získány rovnice rozvrhu teplot ohřevu kvalitní regulace:

Hodnoty teploty síťové vody po smíchání, t₃ ф , °C a zpátečka z topných systémů, t₂ ф , °C v rozsahu teplot venkovního vzduchu odpovídajícímu narovnání teplotního grafu pro TUV a také „oříznutí“ teplotního grafu:

Výběr teplotního grafu

Je nutné provést rezervaci ihned: tato část nebude popisovat volbu teplotního plánu pro nově budované (navrhované) soustavy zásobování teplem. Budeme mluvit o výběru optimálního teplotního rozvrhu.

Během posledních 5-7 let na různých konferencích a fórech věnovaných zásobování teplem, ale i při projednávání schémat zásobování teplem před jejich schválením, RSO stále častěji upozorňují na otázku „správnosti“ teplotního harmonogramu platného v PPS a pravidelně předkládají návrhy na jeho snížení až na úroveň 95/70°C. Předložený argument je následující: většina stávajících systémů vytápění byla navržena a postavena již v 60. a 70. letech minulého století na základě ekonomických charakteristik tohoto období. Nyní je vše jinak. Ověřte si, zda se to liší na příkladu průměrné tepelné elektrárny.

Optimální teplotní harmonogram je takový, který zajišťuje minimální náklady RSO na „dodávku“ tepelné energie spotřebitelům, tzn. minimální celkové náklady na výrobu a dopravu tepelné energie.

Náklady (měrné) na dopravu (převod) tepelné energie se skládají ze spotřeby tepla na kompenzaci tepelných ztrát a spotřeby elektřiny na cirkulační síťovou vodu. Také v této skupině budeme brát v úvahu síťová čerpadla zdroje tepla. Tento ukazatel (specifičnost) umožňuje velmi pohodlně porovnávat účinnost topných systémů mezi sebou. Jeho výpočet je rovněž zahrnut ve standardních energetických charakteristikách tepelných sítí, které musí být vypracovány nejméně jednou za 1 let pro každý systém zásobování teplem s připojeným zatížením 5 Gcal/h nebo více.

Přečtěte si více

V Taškentu jsem zaslechl rozhovor dvou Uzbeků a dozvěděl se jejich postoj k Rusům.

Pro účely stanovení optimálního teplotního plánu nemají absolutní hodnoty spotřeby paliva (měrné) praktický význam, důležitá je její změna v závislosti na teplotním plánu, podle kterého se teplo ze zdroje uvolňuje. U kotelen měrná spotřeba paliva prakticky nezávisí na zvoleném teplotním rozvrhu, ale u tepelných elektráren je vše individuální a je dáno skladbou hlavního zařízení.

To je důvod, proč článek 7.2 Etického kodexu SP 124.13330.2012 „Vytápěcí sítě. Aktualizovaná verze SNiP 41-02-2003 vyžaduje provedení technických a ekonomických výpočtů pro výběr teplotního plánu.

Níže je uveden výpočet nákladů na dopravu (převod) tepelné energie pro průměrný systém zásobování teplem z kombinované výroby tepla a elektřiny. Výpočet je založen na průměrných údajích ze schválených schémat zásobování teplem pro města ve Středu, Povolží a Ural.

Tabulka 1. Výchozí údaje pro kalkulaci nákladů na dopravu (převod) tepelné energie
pro průměrný topný systém z kombinované výroby tepla a elektřiny.

Při výpočtu byly použity následující předpoklady:

1. Systém zásobování teplem existuje: předpokládá se, že průměry potrubí topné sítě jsou stejné pro všechny teplotní grafy;

2. Výpočet tepelných ztrát byl proveden podle norem hustoty tepelného toku pro tepelnou izolaci navržených před rokem 1989;

3. Při výpočtu spotřeby energie na dopravu teplonosné látky byla zohledněna jedna čerpací stanice na jednom z potrubí tepelné sítě, kterou prochází polovina celkové spotřeby síťové vody;

4. Náklady na tepelné ztráty jsou určeny palivovou složkou tarifu;

5. Průměrné teploty chladiva během topného období jsou určeny pro každý teplotní plán na základě skutečných průměrných denních teplot venkovního vzduchu pro roky 2009-2017.

Výsledky výpočtu nákladů na dopravu tepelné energie na 100 Gcal/h připojené tepelné zátěže pro stávající systém zásobování teplem při různých teplotních grafech jsou uvedeny v tabulce. 2 a na obrázku.

Tabulka 2. Výpočet nákladů na dopravu tepelné energie na 100 Gcal/h připojené tepelné zátěže pro stávající systém zásobování teplem při různých teplotních plánech

Výpočtová složka	Teplotní graf
Výpočtová složka	95	*105*	*115*	*125*	*130*	*135*	*140*	*145*	*150*	*155*	*160*	*170*	*180*
Spotřeba vody v síti, t/h	4 340	3 182	2 538	2 128	1 975	1 845	1 733	1 637	1 552	1 478	1 411	1 299	1 207
Průměrná teplota síťové vody v přívodním potrubí během OZP, °C	70,1	71,3	73,3	75,5	77,0	78,5	79,9	81,4	82,9	84,3	85,8	89,0	92,3
Průměrná teplota síťové vody ve vratném potrubí během OZP, °C	47,1	47,1	47,1	47,1	47,1	47,1	47,1	47,1	47,1	47,1	47,1	47,1	47,1
Spotřeba elektrické energie síťovými čerpadly tepelných elektráren, mil. kW∙h	8,61	6,31	5,04	4,22	3,92	3,66	3,44	3,25	3,08	2,93	2,80	2,58	2,39
Spotřeba elektrické energie čerpadly čerpací stanice, mil. kW∙h	2,15	1,58	1,26	1,06	0,98	0,92	0,86	0,81	0,77	0,73	0,70	0,64	0,60
náklady na EE, milionů rublů bez DPH	20,5	15,0	12,0	10,0	9,3	8,7	8,2	7,7	7,3	7,0	6,7	6,1	5,7
Tepelné ztráty za topné období, tis. Gcal	24,6	24,9	25,3	25,9	26,2	26,5	26,9	27,2	27,5	27,9	28,2	29,0	29,7
náklady na TP, milionů rublů bez DPH	16,0	16,2	16,5	16,8	17,0	17,2	17,5	17,7	17,9	18,1	18,3	18,8	19,3
celkové náklady, milionů rublů bez DPH	36,46	31,18	28,43	26,84	26,33	25,94	25,63	25,40	25,22	25,08	24,99	24,94	25,00

Přečtěte si více

Sekce 2.2

Obrázek. Náklady na dopravu tepelné energie na 100 Gcal/h připojené tepelné zátěže.

Jak je patrné z prezentovaného grafu, celkové náklady na dopravu tepelné energie klesají s nárůstem teplotního grafu. Navýšení teplotního grafu nad 150/70°C přitom nemá prakticky žádný vliv na cenu dopravy.

Náklady na tepelné ztráty (HL) jsou málo závislé na teplotním plánu, bez ohledu na stav a rok provedení tepelné izolace. Největší vliv má spotřeba energie (EE) na čerpání chladicí kapaliny.

Z výsledků výpočtu vyplývá, že optimální teplotní režim pro regulaci tepelné zátěže je ve většině případů režim 150/70°C.

Literatura

1. Sokolov E.Ya. Dálkové vytápění a teplárenské sítě: Učebnice pro vysoké školy. 7. vydání, stereot. M.: Nakladatelství MEI, 2001. 472 s.: ill.

2. Manyuk V.I. Uvedení do provozu a provoz sítí ohřevu vody. Adresář. 3. vyd., M.: Stroyizdat, 1988. 432 s.: ill.

3. Schválená schémata dodávek tepla pro města Vladimir, Voroněž, Jekatěrinburg, Ivanovo, Iževsk, Kazaň, Kirov, Moskva, Nižnij Novgorod, Orel, Orenburg, Penza, Perm, Samara, Saransk, Saratov, Tambov, Ťumen, Čeljabinsk.

4. Rozhodnutí Ruské unie tarifů a obchodu o schválení tarifů za dodávku tepelné energie z kolektorů zdrojů tepelné energie na rok 2018 pro PJSC Quadra, PJSC Mosenergo, PJSC T Plus, PJSC Fortum.

A.I. Mirgorodsky, <small>O teplotních grafech</small>

Zdroj: Magazín “Heat Supply News” č. 8 (216) 2018, www.rosteplo.ru/nt/216

Téma: Dálkové vytápění
stáhnout archive.zip (141 kBt)
Vytiskněte si tento článek
Diskutujte o článku na fóru

Komentáře
Zanechat komentář
Tematické značky

Komentáře

Námořnictvo, RUE „Belnipienergoprom“ [ 15:12:51 / 26.12.2018]

1. Jak je to se závislostí výroby elektřiny na tepelné spotřebě tepelné elektrárny na teplotním plánu? Čím vyšší je teplotní graf, tím méně elektřiny se v tepelné elektrárně vyrobí.

Zanechat komentář

Pro komentování materiálu se prosím přihlaste nebo zaregistrujte (registrace je ZDARMA!)

Tematické záložky (tagy)

Tematické záložky se používají k třídění a vyhledávání materiálů webu podle témat dotazovaných uživateli webu.

Chcete-li přidat své štítky, přihlaste se nebo se zaregistrujte (registrace je ZDARMA!)

Proč jsou teplotní grafy potřeba?

Teplotní harmonogramy lokálních nebo hlavních tepelných sítí jsou kalkulovány pro konkrétní lokalitu s centralizovanou topnou soustavou a umožňují optimalizovat její provoz i dodržet potřebné klimatické podmínky vytápěných prostor v souladu se standardními technologickými podmínkami.

Teplotní grafy také slouží jako základ pro nastavení řídicí automatizace topných systémů, protože proces regulace podle klimatických parametrů uvnitř budov nezohledňuje vlastnosti každé místnosti.

Typy teplotních grafů

Normální harmonogram sítí ústředního vytápění se obvykle nazývá regulační křivka otopné soustavy, která nezohledňuje potřeby spotřebitelů na teplou vodu. Pro topné sítě zajišťující teplou vodu je vypracován zvýšený harmonogram, který zohledňuje celkové zatížení topné sítě pro vytápění a dodávku teplé vody.

Pro optimalizaci vytápění objektů a objektů je vypracován upravený harmonogram tepelných sítí, který kromě otopných a teplovodních kapacit zohledňuje celkové tepelné ztráty na potrubí tepláren při průchodu el. chladicí kapaliny od jejího zdroje ke spotřebiteli.

Prvotní výpočetní data pro topné sítě

Při sestavování teplotních křivek topných sítí se v závislosti na parametrech venkovního vzduchu určují tři hlavní hodnoty chladicí kapaliny:

T1 — teplota chladicí kapaliny sítě v přívodním potrubí;
T2 — teplota síťové vody ve vratném potrubí;
T3 — teplota chladicí kapaliny topného systému na vstupu do zadní části.

Pro výpočet harmonogramů se berou v úvahu následující charakteristiky budov nebo konstrukcí a systémů pro jejich vytápění:

minimální a maximální venkovní teplota pro danou oblast ve stupních Celsia
teplota vzduchu ve vytápěných místnostech normalizovaná regulačními dokumenty ve stupních Celsia;
tepelná vodivost vnějších stěn nebo vypočtená (skutečná) tepelná ztráta budovy v Gcal/hod;
součinitel prostupu tepla instalovaných topných zařízení.

Tepelné ztráty budovy a účinnost instalovaných topných zařízení se vypočítávají pomocí speciálních programů nebo vzorců, které jsou uvedeny v odborné literatuře.

Čím menší je rozdíl teplot mezi přímou a vratnou vodou, tím větší je stupeň izolace budov a tím lepší tepelný výkon topných zařízení.

Metoda výpočtu teplotních křivek je dobře ukázána v referenční knize vydané V. I. Manyukem – „Nastavení a provoz sítí ohřevu vody“.

Přečtěte si více

Nejde o tebe, jde o ni: Jak nedělat chyby při práci se sádrou

Výpočet parametrů chladicí kapaliny

Po stanovení tepelných ztrát objektu a parametrů instalovaných topných zařízení se sestrojí grafové křivky, na jejichž jedné ose jsou zobrazeny parametry venkovního vzduchu a na druhé – parametry chladicí kapaliny T1, T2 a T3. Výsledky výpočtu lze také shrnout do tabulky, která zobrazuje všechny parametry s určitým přírůstkem počátečních hodnot.

Topné sítě zpravidla používají standardní rozsah teplotních plánů: 150/70, 130/70, 115/70 – pro velké topné sítě hlavního typu a pro bytové domy – 105/70, 90/70.

Závěr

Kompetentní, kvalifikovaný a kompletní výpočet harmonogramů pro lokální a hlavní topné sítě vám umožní udržovat požadované teplotní podmínky ve vytápěných místnostech, provádět expresní audit topných sítí, stejně jako analyzovat skutečné tepelné ztráty budov a účinnost instalovaného vytápění systémy.

Datum zveřejnění: 28.01.2021. Aktuální 15.04.2024

Teplotní graf topné sítě – výpočet parametru chladiva

Způsoby regulace tepelné zátěže

Výpočet teplotního grafu regulace kvality