Пособие по проектированию Гершкович В. Ф
Скачать 0.51 Mb.
|
3.2. Теплообменники со сверхвысокой плотностью теплового потока Эффективные отечественные кожухотрубные аппараты ТТАИ со сверхвысокой плотностью теплового потока выпускаются предприятием «Теплообмен» в г. Севастополе. Эти аппараты по всем техническим и экономическим показателям не только не уступают лучшим импортным образцам разборных пластинчатых теплообменников, но и заметно превосходят их. Более ста теплообменников ТТАИ эффективно работают в десятках киевских теплопунктах, их надежность подтверждена многолетней практикой эксплуатации, а основные показатели эффективности превосходят соответствующие показатели лучших зарубежных образцов теплообменных аппаратов. Теплообменники ТТАИ компактнее импортных в 1,5-2,5 раза, легче их в 6-12 раз и дешевле на 30-40 %. Теплообменные аппараты ТТАИ, поражающие своею необыкновенной компактностью и удивительной легкостью, придают тепловым пунктам, в которых они применяются, признаки логической завершенности, просторности и простоты, присущие только самым совершенным изделиям. В отличие от пластинчатых аппаратов они располагаются на стенах теплопункта и не занимают места в плане, оставляя свободной площадь, с которой удобно обслуживать оборудование и приборы автоматики. На рис. 12 показано, как применяя аппараты ТТАИ, можно свободно расположить все оборудование теплового пункта на участке стены длиной всего 6,5 м.  Подробные сведения об аппаратах ТТАИ и особенностях их применения изложены в Рекомендациях [8]. 3.3. Приготовление теплоносителя Традиционные для современных ИТП технические решения приготовления теплоносителя для систем отопления предполагают две возможности:
В дополнение к этим двум возможностям рациональные теплопункты используют еще три:
В отличие от систем отопления со ступенчатой регенерацией теплоты (СРТ), широко применявшихся в конце 80-х годов, в современной системе СРТ должно быть две подсистемы примерно одинаковой тепловой мощности и один регенератор теплоты (РТ) (рис. 13). В  качестве РТ используется компактный теплообменный интенсифицированный аппарат ТТАИ, в котором теплоноситель тепловой сети сначала охлаждается до допустимой температуры*, с которой он подается в первую подсистему, а потом подогревается до такой же температуры перед тем, как поступит в подающий трубопровод второй подсистемы.Система отопления СРТ должна быть однотрубной. Этим определяется ее гидравлическая устойчивость и неподверженность разбалансированию в результате несанкционированного вмешательства в ее работу. Современные однотрубные системы — это не только вертикальные системы с термостатическими клапанами на радиаторных узлах с замыкающими участками, но и горизонтальные при скрытой в подготовке пола подводке и фирменными подключениями к радиатору посредством специальной гарнитуры (рис. 14). В  торым преимуществом системы СРТ является то, что циркуляция воды в ней происходит за счет располагаемого давления в трубопроводах тепловой сети без использования циркуляционного насоса в тепловом пункте. Таким же преимуществом обладают и элеваторные системы отопления, но возможности применения элеваторов в современных многоэтажных зданиях ограничены, потому, что циркуляционное давление, создаваемое элеватором, как правило, недостаточно для преодоления значительного гидравлического сопротивления крупных отопительных систем.Здания повышенной этажности проектируются с системами отопления, разделенными на две зоны, — верхнюю и нижнюю. Обычно в таких случаях устраивают две системы отопления, каждая из которых имеет свою насосную группу, теплообменник и систему подпитки с закрытым компенсатором объема. Вся эта техника занимает немало места, она стоит недешево и требует для своей работы много энергии.  Если применить принцип последовательного соединения систем, использованный в системах СРТ, можно выполнить теплопункт компактно, энергетически эффективно и недорого, присоединив систему отопления к теплосети по полузависимой схеме (рис. 15). При этом мощности насосов сокращаются вдвое, а поверхности теплообмена втрое по сравнению с традиционным решением, когда обе зоны присоединяются к тепловой сети по независимой схеме. На рис. 16 показан габаритный чертеж узла регенерации 22-этажного жилого дома. Регенератор тепла РТ установлен непосредственно над циркуляционным насосом. Узел включает в себя фильтр, контрольно-измерительные приборы и ручные балансировочные вентили, посредством которых можно произвести наладку гидравлического и теплового режима каждого циркуляционного контура. Р  еализованные в течение последних лет проекты отопления СРТ с зависимым и полузависимым присоединением зданий к тепловой сети подтвердили их эффективность и высокую надежность.Однотрубные системы отопления встроенных помещений жилого дома, занимающих обычно нижние этажи здания, могут проектироваться с элеваторным присоединением к тепловой сети. Позиционное регулирование отопительных систем капитальных зданий, обладающих высокой тепловой инерцией, следует рассматривать как эффективный и вполне комфортный технический прием. Натурными исследованиями безусловно доказано, что самые резкие колебания расходов теплоносителя в таких системах не приводят к заметным возмущениям температурных режимов в отапливаемых помещениях. Регулирование с использованием позиционных регуляторов КИАРМ успешно применяется не только в элеваторных системах (разд. 2.2.3.2), но и в системах СРТ, а также в зависимых и независимых системах с насосной циркуляцией (рис. 17).  Во всех схемах позиционного регулирования имеется обводной клапан с балансировочным вентилем, посредством которого настраивается расход теплоносителя по обводной вокруг регулирующего клапана линии. По опыту эксплуатации этот расход должен составлять от 10 до 15 % в системах с элеватором и СРТ, а в системах с циркуляционным насосом (включая схему в, на рис. 17) — от 50 до 60 %. Позиционные регуляторы перед элеваторами рекомендуется устанавливать при реконструкции тепловых пунктов, в которых эти элеваторы работали прежде. В этом случае модернизация узла приготовления теплоносителя сводится к установке перед существующим элеватором позиционного регулятора, и экономический эффект такой модернизации будет достигнут ценою минимальных затрат, которые обычно окупаются на протяжении одного отопительного периода. Именно такое техническое решение открывает реальный путь к быстрому и полномасштабному энергосбережению в коммунальной теплоэнергетике. 3.4. Подпитка независимых контуров циркуляции Независимые контуры циркуляции систем отопления обычно выполняются с расширительным сосудом, который нужен для того, чтобы поддерживать в контуре нужное давление и компенсировать изменения объема воды при ее температурном расширении или сжатии. Расширительные сосуды закрытого типа, применяющиеся теперь в новом строительстве, выполняют свои функции с трудом, а надежность узлов присоединения с такими сосудами оставляет желать лучшего. Давление в системе отопления с закрытыми сосудами постоянно колеблется, и только при правильном их выборе и надежной работе автоматики системы подпитки удается ограничить колебания давления, хотя и в желаемом, но все же в достаточно широком диапазоне. Европейский опыт исходит из многолетней практики применения автономных отопительных систем с местными котельными, где без расширительных сосудов обойтись невозможно. На Западе системы отопления обычно заполняют водой из водопровода, и подпитка из тепловой сети применяется там редко. Отечественные отопительные системы с независимым контуром циркуляции заполняются и подпитываются водой из тепловой сети. Эта эффективная практика позволила подойти к нетрадиционному техническому решению узлов подпитки независимых контуров циркуляции, позволяющему в большинстве случаев отказаться от применения в них расширительных сосудов. На рис. 18 показаны четыре схемы узла подпитки, каждой из которых соответствует показанный справа от нее условный пьезометрический график тепловой сети в точке подключения здания, показанного в виде вытянутого прямоугольника. Н  езависимый от тепловой сети 1 контур циркуляции системы отопления 2 включает в себя циркуляционный насос 3 и теплообменник 4, тепловую мощность которого задает регулятор 5. На линии подпитки устанавливают фильтр 6 и водосчетчик 7. Эти элементы обязательны для любого теплового пункта, в котором имеется независимый контур циркуляции.В схеме А имеется ручной вентиль 8, который открывают при заполнении системы отопления водой. На обводной вокруг вентиля 8 линии, на которой не должно быть никакой запорной арматуры, устанавливают дроссельную шайбу 9. После того, как система отопления заполнена водой, вентиль 8 закрывают. При температурном расширении воды ее избыток удаляется через отверстие (диаметром 2 мм) дроссельной шайбы 9 в тепловую сеть, а при температурном сжатии или в результате утечек из системы отопления вода из тепловой сети проникнет в систему через ту же шайбу. Схема А будет надежно работать при условии, что давление в обратном трубопроводе тепловой сети больше статического давления (P2 > PCT), как это показано на пьезометрическом графике. Схема Б с клапаном подпора 10 на обратном трубопроводе должна применяться в том случае, когда статическое давление столба воды, заполняющей отопительную систему, превышает давление в обратном трубопроводе тепловой сети (P2 < PCT). Клапан 10, поддерживая до себя давление Р3, равное PCT, поднимет давление в P, и тогда узел подпитки, сможет работать вобратном трубопроводе на величину режиме, описанном для схемы А. Схема В найдет применение там, где статическое давление превышает давление в обратном трубопроводе настолько, что клапан подпора установить невозможно или нецелесообразно, потому что он будет препятствовать нормальной работе системы теплоснабжения. В этом случае, поскольку P1 > PCT, можно организовать подпитку из подающего трубопровода теплосети. Нужно только исключить возможность (пусть даже теоретическую) подачи в систему перегретой воды из тепловой сети. С этой целью на линии подпитки установлен теплообменник 12. И только в тех редких случаях, когда статическое давление в системе отопления превышает давление в подающем трубопроводе тепловой сети (P1 < PCT), приходится применять схему Г с подпиточным насосом 12, нагнетающим воду в систему из обратного трубопровода теплосети, закрытым расширительным сосудом 13, компенсирующим температурные приращения объема воды, предохранительным клапаном 14, защищающим систему отопления от повышенного давления, и автоматической системой поддержания нужного давления с датчиком давления 15, по команде которого должен открыться электрический клапан 16 и включиться насос 11. Задача пятая. Давление в обратном трубопроводе тепловой сети на вводе в здание с независимой системой отопления высотою (от нижней до верхней точки) 40 метров равно 0,35 МПа. Определить на какое давление должен быть настроен регулятор прямого действия «до себя» (клапан подпора) и какой при этом будет перепад давлений на этом клапане, чтобы система отопления могла работать по схеме Б (рис. 18) без расширительного сосуда и подпиточных насосов. Для того, чтобы избежать вакуума в самой высокой точке системы, избыточное давление в этой точке должно быть не менее 5 м.в.ст. На уровне теплового пункта здания в самой низкой точке системы этому давлению будет соответствовать давление, равное 5 + 40 = 45 м.в.ст. или 0,45 МПа. При этом перепад давлений на клапане подпора составит 0,45 - 0,35 = 0,1 МПа или 1 бар. В теплопункте без подпиточных насосов и расширительных сосудов не будет расходоваться электрическая энергия на подпитку. Но это не главное его преимущество. Он будет компактнее, дешевле и надежнее, потому что чем меньше в ИТП сложной техники и автоматики, тем более вероятна его безотказная работа. 3.5. Теплообменник в роли побудителя циркуляции С помощью теплообменников ТТАИ (см. разд. 3.2) возможно организовать удовлетворительную естественную циркуляцию в системе горячего водоснабжения многоэтажного жилого дома без дополнительных затрат. Для этого надо слегка изменить конфигурацию теплообменника ТТАИР*, добавив ему дополнительный пятый патрубок. На рис. 19 показано, какую роль играет этот патрубок. Модифицированный теплообменник ТТАИР может работать в двух режимах, — в режиме циркуляции (рис. 19, а) и в режиме пикового (рис. 19, б) водоразбора. Возникновение этих режимов удобно проследить, рассматривая схему системы горячего водоснабжения дома, в котором эти режимы исследовались.  На рис. 20 представлена схема двухзонной системы горячего водоснабжения точечного многоэтажного жилого дома, в которой циркуляция обеспечивается без циркуляционного насоса, а теплообменник ТТАИ выполняет роль побудителя циркуляции. Система ГВС за пределами теплового пункта не отличается от обычной. Горячая вода приготавливается отдельно для каждой зоны. Главный стояк Т3 подает горячую воду в верхнюю часть зоны, где она распределяется по водоразборным стоякам, которые в нижней части зоны объединяются циркуляционным трубопроводом Т4, опускающимся в тепловой пункт. В  тепловом пункте установлены водоподогреватели второй и первой ступеней. Их тепловая мощность регулируется клапаном 3. Циркуляционный трубопровод Т4, на котором нет обратного клапана, связан с дополнительным патрубком теплообменника поз. 1.Режим циркуляции возникает при отсутствии водоразбора или при незначительном расходе горячей воды, когда сопротивление трению при движении нагреваемой воды на участке межтрубной полости между близлежащими патрубками, обозначенными на рис. 19, а, Т3 и Т4 не превышает величины естественного давления в замкнутом циркуляционном контуре. При работе в этом режиме циркулирующая при естественном давлении вода подогревается в этом участке межтрубной полости и устремляется по подающему трубопроводу горячего водоснабжения к водоразборным кранам. Пиковый режим наступает при увеличении расхода горячей воды в системе до значений, при которых величина гидравлических потерь на участке между патрубками, одинаково обозначенными Т3 на рис. 19, б, превысит величину естественного давления. В этом режиме подогретая в водоподогревателе вода устремляется к водоразборным кранам через оба патрубка. Так как эти патрубки расположены рядом, температура воды, входящей в систему через подающий и циркуляционный трубопроводы, будут близкими по значению. Испытания системы показали, что температура в циркуляционном трубопроводе не опускалась ниже 40 °C при температуре в подающем трубопроводе 57 °C. Применение модифицированного теплообменника ТТАИ дает возможность обходиться без циркуляционного насоса и не расходовать электроэнергию, повысить надежность системы и улучшить ее температурный режим в часы пик, сократить расход тепла на циркуляцию в ночное время и уменьшить потребление энергии повысительным водопроводным насосом. |
Похожие:
 | Организация пассажирских перевозок: Учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию. – Ростов н/Д: Рост гос ун-т путей сообщения.... |  | Учебно-методическое пособие предназначено для руководителей структурных подразделений университета и профессорско-преподавательского... |
| Требования к проектированию пп, предназначенных для автоматизированного smd монтажа | | Учебно-методическое и практическое пособие по дипломному проектированию по направлению «Информационная безопасность» |
| Методическое пособие предназначено для студентов специальности 071600 «Высоковольтные электроэнергетика и электротехника», изучающих... | | Инструкция предназначена для работников жилищно-коммунального хозяйства, научных, учебных, проектных, природоохранных организаций... |
| Инструкция предназначена для работников жилищно-коммунального хозяйства, научных, учебных, проектных, природоохранных организаций... | | Субподрядчик: определяется в процессе аукциона на выполнение работ по проектированию и монтажу лвс |
| Разработаны: Институтом по проектированию объектов нефти и газа зао «Инжиниринговая компания «КазГипроНефтеТранс», Самарским филиалом... | | Федерации №1 от 26. 01. 10 г., Приказа Гособразования СССР от 01. 10. 90 №639 «О введении в действие Положения о расследовании и... |