Анализ режимов работы системы теплоснабжения и отопления

Тепловая энергия, передаваемая различными энергоносителями (газ, топливо, водяной пар, горячая вода), на промышленных предприятиях используется для:

– производственных силовых целей (молоты, прессы, ковочные машины);

– производственных тепловых целей (печи, теплообменные аппараты, сушильные, пропарочные камеры и выпарные установки, холодильные установки);

– отопления и вентиляции;

– бытовых целей (душевые, прачечные, моечные машины).

Наиболее распространенными теплоносителями являются водяной пар и вода с температурой до 150^ОС, производимые в котельной, и по трубопроводам направляемые к потребителям. Во многих случаях использование пара неэффективно, т.к. сложен контроль за потреблением энергии и дорого поддержание давления и температуры неиспользуемого пара. Паропроводы зачастую плохо изолированы, имеют утечки в местах соединений по всей сети.

Система регулирования отопления осуществляется изменением температуры при постоянном расходе воды (качественное регулирование). Во многих случаях поток регулируется дважды в год в начале и конце отопительного периода. Расход воды по сети летом составляет около 80% от зимнего расхода. Обычно температура воды в прямой линии колеблется от 80 до 150^ОС; в обратной линии в основном находится в пределах 55-70^ОС.

Системы отопления, работающие при постоянном расходе и регулировании температурой теплоносителя, имеют недостатки по сравнению с системой регулирования подачей воды (количественное регулирование).

Система инерционна, изменение температуры в системе затягивается на несколько и более часов. Температура регулируется несколько раз в сутки, для того, чтобы удовлетворить запросы потребителей, наиболее удаленных от источника теплоты.

Сетевой циркуляционный насос работает с постоянной нагрузкой, не зависящей от передаваемой тепловой мощности и рассчитанной на максимальный режим теплопотребления системы отопления. Это приводит к перерасходу электрической энергии. Площадь под отопительным графиком "тепловая нагрузка – время работы с этой нагрузкой" пропорциональна количеству теплоты, переданной в систему теплоснабжения за отопительный сезон.

При регулировании отопления температурой подаваемой воды мощность, потребляемая циркуляционным насосом, постоянна, а знергия пропорциональна площади прямоугольника, одна из сторон; которого равна мощности, потребляемой насосом, соответствующей максимальной подаче, а другая – продолжительности отопительного периода.

При регулирований системы: теплоснабжения подачей необходимого количества горячей воды, нагретой до заданной постоянной температуры, мощность насосного агрегата пропорциональна расходу горячей воды в системе в третей степени (для турбулентного режима) и график зависимости мощности насоса во времени отопительного сезона напоминает отопительный график. Плошадь под графиком Q–H равна энергии, затраченной на прокачку теплоносителя, которая меньше, чем в первом случае (см. рис. 13).

Согласно опыту работы в Польше и Венгрии переход к системе отопления с регулированием расхода воды в системе позволяет достичь 60% экономии электроэнергии на привод циркуляционных сетевых насосов. Кроме этого замена элеваторных узлов экономичными малошумящими циркуляционными насосами с системой автоматического регулирования отопления дополнительно экономит энергию циркуляционных насосов (нет необходимости поддерживать в системе дополнительный напор около 6-8 м. вод. ст., необходимый для работы элеватора в качестве циркуляционного насоса).

Развитие систем автоматизации, появление новой элементной базы позволяет по-новому решать конструкции и схемы систем отопления. В настоящее время созданы автоматизированные блочные и крышные котельные, которые работают без постоянного обслуживающего персонала. Применение таких технических решений позволяет избежать затрат на создание внешних теплотрасс, уменьшить тепловые потери в системе, рассредоточить выбросы вредных веществ в атмосферу. Экономические затраты при теплоснабжении от собственной котельной могут быть в 3–5 раз ниже по сравнению с централизованным теплоснабжением. В каждом конкретном случае необходимо проводить технико-экономический анализ.

Рис. 13. Экономия энергии циркуляционного насоса

при переходе на количественное регулирование системы теплоснабжения

Nэд кВт

Обозначения:

Nэд – мощность, потребляемая циркуляционным насосом.

τ_РАБ – продолжительность отопительного периода.

Дата добавления: 2014-01-11