Graphique de température du système de chauffage.

4.2 Données initiales sur les sources d'énergie thermique dans un exemple de système d'approvisionnement en chaleur

Les données initiales sur les sources d'énergie thermique dans le système d'approvisionnement en chaleur approximatif ont été sélectionnées en fonction Section 3.1 de la partie I de ces Recommandations.

4.2.1 Diagramme de température de la tension du réseau dans la ligne d'alimentation, approuvé par ESO (JSC-Energo)

Ce tableau doit être vérifié. Avec une puissance limitée des sources d'énergie thermique, elle doit être ajustée et les modifications doivent être convenues avec l'ESO.

Dans un exemple de système de chauffage, le graphique de température eau du réseau dans la conduite d'alimentation est réglé sur la qualité dans la plage comprise entre les points de redressage et de coupe. À la température de l'air extérieur de conception pour le chauffage t N.V.R.= -26°C, la température nominale de l'eau calculée dans la conduite d'alimentation est t 1Р= 150°C, la température nominale calculée dans la conduite de retour pour la charge de chauffage et de ventilation est t 2P= 70°C.

La température de l'eau du réseau au point de rupture et dans la plage de redressement de la courbe de température est acceptée t 1Р= 70°С en fonction des conditions d'alimentation température requise eau en SGV.

La température de l'air extérieur correspondant au point de rupture de la courbe de température est égale à t N.V.I.= +2,5 °C.

4.2.1.1 Construction d'un graphique de température pour le contrôle qualité

Les valeurs de température de l'eau du réseau selon le programme de contrôle qualité peuvent être déterminées en résolvant le problème A à l'aide d'un PC - " T 1 t 2 t 3 ».

La résolution du problème A détermine la température de l'eau du réseau dans la conduite d'alimentation du réseau de chaleur T 1 , dans la conduite de retour des installations de chauffage T 2 et dans leur ligne d'approvisionnement T 3 en fonction de la température extérieure T n avec un calendrier de régulation de la qualité. Le problème est résolu à n'importe quelle valeur des températures de conception de l'eau : T 1Р , T 2P, Et T 3P .

Il convient de garder à l'esprit que dans tous les programmes de calcul opérationnels utilisés coûts spécifiques les désignations d'eau du réseau ne peuvent être utilisées qu'en lettres alphabet latin, et entre parenthèses figurent les notations utilisées dans le texte de ces Recommandations.

T V (T. BH.P ) T V = 18);

T etc. (T. HB.P ) - température de conception de l'air extérieur pour le chauffage, °C ( T CR = -26);

T 1p (t 1P ) T 1p = 150);

T 14h (t 2P ) T 14h = 70);

T 15h (t 3P ) - température nominale de conception de l'eau dans la conduite d'alimentation des systèmes de chauffage, o C (T 3p = 95) ;

T n (t HB ) - température de l'air extérieur (°C), à laquelle les valeurs de température de l'eau sont déterminées selon un graphique qualitatif T 1 , T 2 Et T 3 (T n = -3).

Aux valeurs initiales spécifiées de température de l'eau et de l'air, la réponse au problème est les valeurs suivantes : T 1 = 85,9"C; T 2 = 47,7°C; T 3 = 59,7°C. De plus, la solution au problème inclut la température moyenne appareil de chauffage T PS= 53,7 en C.

4.2.1.2 Détermination des points de rupture et des seuils du graphique de température du contrôle qualité

Les valeurs de la température de l'air extérieur correspondant aux points de rupture et de coupure du graphique de température de régulation qualitative, ainsi que les éventuelles valeurs de la température de l'air extérieur correspondant à la température donnée de l'eau du réseau dans la conduite d'alimentation selon le graphique de qualité, peut être déterminé en résolvant le problème B - " T nand t NC ».

La solution au problème B détermine la température de l'air extérieur T n (°C), correspondant à la température spécifiée de l'eau du réseau dans la conduite d'alimentation selon un planning qualitatif T 1/ En particulier, les valeurs de température T 1 peut correspondre aux valeurs de température de l'eau du réseau dans la conduite d'alimentation aux points de rupture et aux points de coupure du graphique de température de contrôle qualité.

Données initiales nécessaires (les valeurs entre parenthèses concernent un système d'alimentation en chaleur approximatif) :

T V (t BH.P ) - température de l'air intérieur de conception, °C ( T V = 18);

T etc. (t HB.P) - température de conception de l'air extérieur pour le chauffage, °C ( T etc. = -26);

T 1p (t 1P ) - température nominale de conception de l'eau du réseau dans la conduite d'alimentation du réseau de chaleur, °C ( T 1r = 150);

T 15h (t 3P) - température nominale de conception de l'eau dans la conduite d'alimentation des systèmes de chauffage, °C ( T 15h = 95);

T 14h (t 2P ) - température nominale de conception de l'eau dans la conduite de retour des systèmes de chauffage, °C ( T 2P = 70);

T 1 (t 1 ) - la température d'eau spécifiée dans la conduite d'alimentation du réseau de chaleur selon un planning qualitatif (°C), qui correspond à la température de l'air extérieur souhaitée T n (T. 1 = 70).

Pour les valeurs initiales spécifiées de température de l'eau et de l'air, la réponse au problème est la valeur t HB= 2,4°C.

4.2.1.3 Détermination du point de coupure du graphique de température de l'eau de chauffage dans la conduite d'alimentation avec une puissance limitée des sources d'énergie thermique

La température de l'eau du réseau au point de coupure du graphique de température est déterminée par le rapport entre la puissance réelle disponible des sources d'énergie thermique et la charge thermique calculée connectée.

Vraiment disponible Energie thermique Les sources d'énergie thermique dans un système d'approvisionnement en chaleur approximatif sont = 525 Gcal/h.

Réel Charge thermique les consommateurs et pertes de chaleur dans un système d'alimentation en chaleur approximatif, ils sont composés des valeurs de consommation d'énergie thermique suivantes :

La consommation réelle possible d'énergie thermique pour le chauffage et la ventilation (la consommation calculée d'énergie thermique pour le chauffage et la ventilation à la température de conception de l'air extérieur est = 506 Gcal/h (voir. Tableau 4.3 de la partie I des recommandations);

Moyenne hebdomadaire consommation de chaleur SGW et consommation d'énergie thermique pour la circulation de l'eau dans ces systèmes :

1,1 + = 1,1 (36,88 + 26,13) + 7,11 + 2,44 ≈ 19 Gcal/h (voir. tableau 4.1 Et 4.2 Partie I Recommandations);

(la nécessité d'introduire un coefficient de 1,1 à la charge thermique hebdomadaire moyenne de l'approvisionnement en eau chaude est justifiée dans articles 6.2, 6.3 Et 6.5 );

Pertes de chaleur à travers la structure d'isolation thermique des canalisations du réseau de chaleur ; leur valeur peut être estimée à 9 % de la charge thermique réelle de l'ensemble des consommateurs (voir. clause 5.4.6 de la partie I Recommandations);

Pertes de chaleur avec fuite standard d'eau du réseau dans le système de chauffage ; leur valeur peut être estimée à 1,5 % de la charge thermique réelle de la population consommatrice.

Dans un exemple de système d'alimentation en chaleur, la charge d'alimentation en eau chaude ne s'arrête pas en cas de pénurie d'énergie thermique provenant des sources d'énergie thermique, c'est-à-dire sa valeur reste constante tout au long saison de chauffage. Les pertes de chaleur dans le système de chauffage sont inévitables et leur importance doit également être prise en compte pendant la période de chauffage. La capacité thermique limitée des sources d'énergie thermique doit donc assurer la charge de fourniture d'eau chaude, les pertes de chaleur et une partie de la charge de chauffage et de ventilation.

Dans ces conditions, la consommation maximale possible d'énergie thermique pour le chauffage et la ventilation est de Q OT.V dans un système d'alimentation en chaleur approximatif est :

Q OT.V= : (1 + 0,09 + 0,015) - (+) = 525 : 1,105 - 79 = 396 Gcal/h.

Considérant que pendant la période froide, les systèmes de chauffage surchaufferont (d'environ 3 à 5 %) en raison d'une diminution de la consommation d'eau du réseau pour l'alimentation en eau chaude et d'une augmentation de celle-ci pour le chauffage, la charge réelle possible de chauffage et de ventilation ne peut que être fourni à hauteur du montant

396 : 1,04 ≈ 381 Gcal/h.

Ainsi, avec une méthode de régulation de haute qualité de la charge de chauffage, la charge de chauffage et de ventilation peut être assurée en taille requise seulement jusqu'à la valeur relative de cette charge Q OT.V : = 381: 506 ≈ 0,75.

Dans ce cas, la température de l’air extérieur au point de coupure du graphique T HB.C est :

T NV.S = t VN - (t B.H. - t BH.P) . 0,75 = 18 - (18 + 26) . 0,75 = -15°C.

La température de l'eau du réseau dans la conduite d'alimentation au point de coupure du graphique de température de contrôle qualité avec la température nominale de conception de l'eau dans cette conduite t 1P= 150°C est égal à t 1C= 120°C.

À la température extérieure de conception t HB.P= -26°C la température réelle de l'eau du réseau dans la conduite d'alimentation est déterminée à partir de la condition de constance de la consommation d'énergie thermique pour le chauffage et la ventilation et de la puissance thermique des sources d'énergie thermique dans la plage de coupure du graphique de température. Sa valeur est trouvée par la formule

= t HB.P +( t 1P -t N.V.R.) = -26 + 0,75 . (150 + 26) = 106°C.

4.2.1.4 Détermination de la limite de prélèvement direct d'eau sur les conduites d'alimentation ou de retour du réseau de chaleur

Le point de transfert de prélèvement d'eau non automatisé (sans RT) d'une conduite à une autre est pris en fonction des données opérationnelles. Pour un programme de température donné dans un système d'alimentation en chaleur approximatif pour la collecte d'eau non automatisée, le point de son transfert d'une ligne à l'autre est pris à t NV= -3°C. À ce stade, la température de l'eau du réseau dans la conduite d'alimentation selon le graphique de température standard est de 86°C, et dans la conduite de retour la température de l'eau est de 47,5°C (selon le graphique qualitatif avec t 2P= 70°C). Noter que Température maximale Selon les normes, l'eau consommée à l'entrée du SGW lors du prélèvement d'eau direct ne doit pas dépasser 70°C, et le minimum ne doit pas descendre en dessous de 60°C.

La température de l'eau collectée dans les systèmes d'approvisionnement en eau non automatisés au point de transfert du prélèvement d'eau d'une conduite à une autre ne peut pas satisfaire exigences réglementaires. Ce point doit être choisi parmi les conditions de minimisation de l'écart de la température de l'eau du réseau dans la conduite d'alimentation par rapport à la norme maximale pour la collecte de l'eau (70°C), d'une part, et de l'écart de la température de l'eau du réseau dans la conduite d'alimentation. retour de la norme minimale de collecte d'eau (60°C), des autres côtés.

4.2.2 Pression constante dans le collecteur de retour de la source principale d'énergie thermique.

Dans la centrale thermique, sa valeur est de 1,8 kgf/cm 2 (la marque géodésique de la centrale thermique est de 80 m). Il est nécessaire pour calculs hydrauliques systèmes d'alimentation en chaleur et détection des conditions hydrauliques fonctionnement sûr consommateurs.

4.2.3 Pression disponible de sortie des sources d'énergie thermique

Pour toutes les sources d'énergie thermique dans un système d'alimentation en chaleur approximatif, il faut préciser la pression disponible à l'entrée du réseau de chaleur, qui représente la dépendance de la pression disponible aux sorties des sources d'énergie thermique sur le débit d'eau du réseau dans les conduites d'alimentation et est nécessaire pour les calculs hydrauliques ultérieurs du système d'alimentation en chaleur. Cette dépendance est issue des données d'exploitation pendant la saison de chauffage ou déterminée en fonction des caractéristiques pompes de réseau et les pertes de charge dans les équipements et les communications du réseau d'eau du réseau aux sources d'énergie thermique.

La pression disponible de sortie est spécifiée par deux paires de points, dont chacun représente le débit d'eau du réseau dans la conduite d'alimentation et la pression disponible correspondante. Les valeurs opérationnelles de deux débits d'eau sont sélectionnées - celui calculé et celui qui en diffère le plus possible, ainsi que les valeurs correspondantes des pressions disponibles.

Dans un exemple de système d'alimentation en chaleur d'une centrale de production combinée de chaleur et d'électricité, la pression de sortie disponible est donnée par les valeurs suivantes : g= 7000 t/h et ΔH= 110 m ; g= 5800 t/h et ΔH= 120 m.

Pour la chaufferie ces valeurs sont : g= 2500 t/h et ΔH= 55 mètres ; g= 2200 t/h et ΔH= 60 m.

Les caractéristiques hydrauliques données des sources d'énergie thermique correspondent aux données initiales requises lors de la réalisation de calculs hydrauliques standards du système d'alimentation en chaleur.

Pour construire des graphiques, vous devez d'abord établir un tableau de consommation de chaleur pour l'approvisionnement en eau chaude par heure de la journée sur le formulaire 5. Certaines lignes de la colonne 4 indiquent les pourcentages de consommation de chaleur horaire pour certaines périodes de la journée, qui devraient être respecté. Les lignes restantes doivent être remplies comme lignes intermédiaires afin que la condition suivante soit remplie :

Où Q- consommation de chaleur, %.

La valeur de l'inégalité horaire Kh doit être déterminée par la formule

(17)

Où Q h heure , Q h T- consommation horaire maximale et moyenne de chaleur pour l'alimentation en eau chaude, kW.

Après avoir rempli la colonne 4, vous devez vérifier à l'aide de la formule (16) l'exactitude du pourcentage Q sélectionné. Dans la colonne 8, indiquez la consommation de chaleur additionnée séquentiellement de la colonne 6. Sur la base des données de la colonne 5, un graphique quotidien de la consommation de chaleur pour l'approvisionnement en eau chaude est construit aux coordonnées Q, kW - n, h/jour ; selon les données de la colonne 8, un graphique intégral de la consommation de chaleur pour l'alimentation en eau chaude est construit aux coordonnées Q, kW. h - n, h/jour.

Tableau 6. Consommation de chaleur pour l'approvisionnement en eau chaude par heure de la journée.

Graphique 1. Graphique quotidien de la consommation de chaleur pour l'approvisionnement en eau chaude.

Graphique 2. Graphique intégral de la consommation de chaleur pour l'alimentation en eau chaude.

8. Sélection des réservoirs de stockage.

Pour l'installation nous accepterons 2 réservoirs de stockage chacun d'une capacité de 12
.

9. Détermination de la température t’o de l’air extérieur correspondant au point de rupture du graphique de température.

Température extérieure t Ô déterminé à partir de l'équation de la température de l'eau après chauffage  02 au point d'arrêt du graphique :

(18)

Où  01 - température de l'eau dans la conduite d'alimentation au point de rupture de la courbe de chauffe normale, égale à 70  AVEC;

 Ô- différence de température calculée de l'eau dans le réseau de chauffage, avec un graphique de température 150-70  AVEC;  Ô = 150-70=80  AVEC;

Q o- consommation de chaleur relative pour le chauffage au point de rupture du graphique de température, égale à

(19)

t je- température de conception de l'air intérieur, pour les bâtiments résidentiels - 18  AVEC;

t o- température extérieure correspondant au point de rupture ;

t o- température de l'air extérieur calculée pour la conception du chauffage.

Au point de rupture du graphique  02 =41,7С.

doctorat D.N. Kitaev, professeur agrégé du Département de l'approvisionnement en chaleur et en gaz et des affaires pétrolières et gazières.
Université d'État d'architecture et de génie civil de Voronej (Université d'État de génie civil de Voronej)

Température de l'air extérieur correspondant au point de rupture t. et., est une température caractéristique, car détermine le moment du passage de la régulation qualitative centrale à la régulation quantitative locale. Il est important de connaître cette valeur au stade de la conception et de la reconstruction du réseau de chaleur, ce qui permettra de suivre l'évolution du réseau, de prendre la décision de passer à un autre programme de température ou type de régulation, et également d'évaluer une éventuelle surconsommation. d'énergie thermique.

Avec un mode de régulation de haute qualité du réseau de chaleur et un programme de chauffage, la température du liquide de refroidissement dans la canalisation d'alimentation du réseau de chaleur τ 1, О С à une température de l'air extérieur arbitraire est déterminée par la formule

où t in est la température estimée de l'air dans les locaux, O C ; t n - température arbitraire de l'air extérieur, O C ; tn. o - température de conception pour la conception du chauffage, O C ; t 1o - température de l'eau dans la conduite d'alimentation du réseau à t n. o, 0 C ; τ r o - température moyenne de l'eau dans l'appareil de chauffage, O C, déterminée par la formule :

τ r o =1/2 (τ voir o + τ 2о) :

τ voir o, τ 2о - température de l'eau dans l'installation de l'abonné et dans La ligne de retour systèmes d'alimentation en chaleur aux paramètres de conception du système de chauffage, °C ; n - indicateur empirique selon le type appareil de chauffage et ses schémas de connexion.

Pour obtenir la valeur de t n. Et. procédez comme suit. En spécifiant les températures de l'air extérieur t n dans la plage de fonctionnement attendu du réseau (de 8 (10) O C à t n o), les valeurs requises sont obtenues à l'aide de la formule (1) et un graphique des températures dans la conduite d'alimentation est tracé.

Dans le cas d'un réseau bitube (type prédominant en Russie), il faut construire le point de rupture du graphique de température, situé à l'intersection de la courbe T 1 = f (t n), et la température nécessaire pour assurer la charge d'alimentation en eau chaude t et en tenant compte des exigences des normes. Typiquement cette température est de 70°C. Déterminer la valeur de t n.i. . Il est recommandé graphiquement, ce qui implique d'effectuer des calculs similaires en utilisant la formule (1), en superposant les résultats sur une grille de coordonnées et en déterminant t n.i. ... Cette approche prend du temps et la valeur résultante peut comporter une erreur importante.

Remplaçons les données suivantes (g.) dans l'équation (1) : t in. = 18 0 C, t n. о =-26 0 С, τ cm о =90 О С, τ 1о =95 О С, τ 2о =10 О С, étant donné la valeur de la température de l'eau au point de rupture t et. =70 °C, prenons n comme 0,3. Après transformation on obtient l'expression :

L'expression (2) est une équation algébrique irrationnelle. La valeur souhaitée se situe dans l'intervalle -26≤. t n.i.≤8. La racine de l'équation a été trouvée numériquement avec une précision de 0,001 en utilisant la méthode des accords avec séparation analytique préalable de la racine. La valeur souhaitée est t n. i.=-9,136 O C.

Selon les données climatologiques du territoire de la Russie, la température de conception pour la conception du chauffage est comprise entre -3 et -60 O C.

Pour la plage spécifiée de températures de conception, des solutions à l'équation (1) ont été trouvées qui déterminent les valeurs de t n. Et. à différents t n.o. . Des calculs ont été effectués pour tableaux de température 95/70, dans les plages de température -3≤. t non ≤.30 et -31≤. t non ≤.60, parce que la température de conception t dans le premier intervalle est de 18 O C et dans le second de 20 O C. Sur la Fig. La figure 1 montre les graphiques obtenus de la dépendance de t n.i sur t n.o. .

De la fig. 1 on voit que la nature de la dépendance t n.i =f(t n.o.) est linéaire. L'approximation conduit aux équations suivantes :

Les équations résultantes nous permettent de trouver pour n'importe quelle ville de Russie à l'aide du graphique de température 95/70 Température extérieure air correspondant à la température du point de rupture à un t n.o.

En suivant l'algorithme décrit ci-dessus, nous avons trouvé équations linéaires dépendances pour tous les graphiques de température utilisés dans les systèmes d'alimentation en chaleur. Il convient de noter que l'erreur absolue des équations résultantes ne dépasse pas 0,1 %. Les résultats du calcul sont présentés dans le tableau 1 sous forme de coefficients d'une équation en ligne droite de la forme t n.i = a* t n.o. +b.

Présenté sous forme de tableau. Les dépendances 1 permettent de connaître la température de l'air extérieur au point de rupture en fonction de celle calculée pour la conception du chauffage.

Au cours des dernières années, de nombreuses villes russes ont eu tendance à adopter des programmes de température plus bas. Par exemple, dans le district urbain de Voronej, depuis 2012, presque toutes les sources d'approvisionnement en chaleur (y compris les centrales thermiques) sont passées au programme de température approuvé de 95/70 ou 95/65. L'effet des modifications du programme de température du réseau de chaleur sur la durée d'une éventuelle surchauffe du consommateur est intéressant. On sait que la tendance générale est d'augmenter la température de fracture à mesure que la courbe de température augmente.

En raison de la présence d'une rupture de température dans le graphique de contrôle qualité, à des températures extérieures supérieures à tn. et, en l'absence de réglementation locale (souvent présente dans les régions russes), les bâtiments déborderont. Plus la valeur tn est faible. et plus la durée du débordement éventuel est longue. D'après le graphique présenté à la Fig. 2, construit pour la ville de Voronej, il est clair que les valeurs diminuent avec une diminution du graphique de température, donc la durée de l'inondation augmente.

Par exemple, pour Voronej, en utilisant les équations du tableau, on obtient les données suivantes : avec un graphique de 150/70 t ni = 2,7 O C, avec un graphique de 130/70 t ni = -0,2 O C, avec 110/70 t nor.= -4,3 0 C, à 95/70 t n. et = -9,1 O C. Pour le territoire considéré, les températures moyennes de l'air extérieur pour décembre, janvier et février sont respectivement de -6,2, -9,8, -9,6 O C, ce qui signifie qu'en utilisant le graphique 95/70 et les non- L'ITP automatisé surchauffe pendant la majeure partie de la période de chauffage. L'exemple considéré permet de vérifier une fois de plus la nécessité de reconstruire l'ITP Tours d'appartements, en particulier dans les conditions de transition des sources d'approvisionnement en chaleur vers des horaires de température plus bas.

conclusions

Des équations ont été obtenues pour la dépendance de la température de l'air extérieur au point de rupture du graphique de température de chauffage sur température de conception conception de chauffage pour les programmes de température existants pour réguler la charge thermique des réseaux de chaleur. Les équations sont de nature linéaire, pratiques à utiliser, avec une précision ne dépassant pas 0,1%, permettant de déterminer la température à laquelle commence le contrôle local des systèmes de chauffage. Ils sont utiles pour une conception alternative des systèmes d'alimentation en chaleur, ainsi que lors de la reconstruction, car aider à suivre les changements dans les paramètres de régulation des systèmes locaux. Les équations résultantes permettront d'évaluer le potentiel de chaleur excédentaire libérée dans le réseau et l'éventuelle surchauffe du consommateur.

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