Тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию изменяется в за­висимости от температуры наружного воздуха. Расход теплоты на го­рячее водоснабжение не зависит от температуры наружного воздуха. В этих условиях необходимо регулировать параметры и расход тепло­носителя в соответствии с фактической потребностью абонентов.

4.1. Температурный график сетевой воды

При наличии разнородной нагрузки (отопление, вентиляция и ГВС) в общей тепловой сети расчет и построение температурного графика сетевой воды проводят по преобладающей тепловой нагрузке и для самой распространенной схемы присоединения абонентских ус­тановок. Преобладающей, как правило, является отопи­тельная нагрузка. Предпочтительной системой регулирования тепловой нагрузки является качественное регулирование, когда изменение тепловой нагрузки на отопление при изменении температуры наружного воздуха производится за счет изменения температуры сетевой воды при неизменном расходе. Такое регулирование производится на источнике теплоты.

Расчетные температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе ( - температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе и в системе отопления при ее зависимом присоединении соответственно) на коллекторах источника теплоты соответствуют расчетной температуре наружного воздуха и задаются при проектировании системы теплоснабжения , например, 150/70, 130/70 и т.д. Если тепловая нагрузка однородна, в частности, отопительная, то во всем диапазоне наружных температур можно проводить качественное регулирование. При этом тепловая нагрузка прямо пропорциональна температуре теплоносителя в подающем трубопроводе и обратно пропорциональна температуре наружного воздуха. Поэтому на температурном графике зависимости температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе изображаются при однородной нагрузке и качественном регулировании прямыми линиями. За начальную точку этих прямых принимают температуру наружного воздуха +20 0 С (+18), когда тепловая нагрузка равна нулю. Тогда температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе тоже будет +20 0 С (+18). Конечными точками будут соответственно . При зависимом присоединении системы отопления на графике будет третья прямая, соединяющая начальную точку с расчетной температурой .

При наличии нагрузки горячего водоснабжения (гвс) температура воды в подающем трубопроводе не может быть снижена ниже 60 0 С при присоединении системы гвс по открытой схеме и ниже 70 0 С при присоединении по закрытой схеме, т. к. температура воды в водоразборных приборах должна быть от 55 0 С до 65 0 С, а в теплообменнике гвс теряется порядка 10 0 С. Таким образом, на температурном графике производится отсечка, как показано на рис.4 и 5. На графике регулирования закрытой схемы системы теплоснабжения температура наружного воздуха, соответствующая отсечке, , делит график на две области: область качественного регулирования II и область количественного регулирования I. На графике регулирования открытой системы теплоснабжения в зоне качественного регулирования появляется зона III, когда температура воды в обратном трубопроводе достигает 60 0 С и разбор воды на горячее водоснабжение производится только из него.

Рисунок 4. Температурный график регулирования открытой зависимой системы теплоснабжения

Рис.5 Температурный график регулирования закрытой независимой системы теплоснабжения

Наличие или отсутствие на графике регулирования ломаной зависит от того, является ли система теплоснабжения зависимой (рис. 4) или независимой (рис. 5).

Если , то регулирование рационально проводить по совместной нагрузке на отопление и горячее водоснабжение. При этом строится так называемый повышенный температурный график регулирования, позволяющий компенсировать повышенный расход тепла на горячее водоснабжение за счет увеличения разности температур прямой и обратной воды по сравнению с графиком регулирования по отопительной нагрузке.

При построения повышенного графика расход тепла на горячее водоснабжение принимается балансовым:

где - балансовый коэффициент, принимаемый обычно равным величине 1.2.

Вид графика представлен на рис.6.

Рисунок 6. Повышенный температурный график регулирования.

На рисунке: - температуры теплоносителя на коллекторах ТЭЦ; - температуры теплоносителя по отопительному графику; - температура теплоносителя в системах отопления.

Величины

Связаны уравнениием

(10)

Здесь, расчетная разность температур сетевой воды по отопительному графику

В начале определяется величина из уравнения

. (11)

Температура водопроводной воды после первой ступени подогревателя системы гвс где =5…10 о C – величина недогрева воды в подогревателе.

4.2. Расчет и построение графиков расхода сетевой воды

4.2.1. Расчетный расход сетевой воды на отопление:

(12)

где с=4,19 кДж/(кг×К) - теплоемкость воды.

В зоне качественного регулирования II расход теплоносителя на отопление постоянный, в зоне количественного регулирования I падает с ростом температуры наружного воздуха до 0 при +20 (18) 0 С (рис. 5 и 6).

4.2.2. Расчетный расход сетевой воды на вентиляцию:

определяется по (13):

(13)

Характер графика расхода на вентиляцию повторяет ход графика расхода на отопление (рис. 6 и 7).

4.3.3 Расход сетевой воды на горячее водоснабжение:

В открытых сетях теплоснабжения средний часовой расход воды на горячее водоснабжение будет:

(14)

В закрытых системах теплоснабжения средний часовой расход на горячее водоснабжения определяется по (13, 14).

При параллельной схеме присоединения водоподогревателей

(15)

Температура воды после параллельно включенного водоподогревателя горячего водоснабжения в точке излома графика температур воды; рекомендуется принимать = 30 °С.

При двухступенчатых системах присоединения водоподогревателей

, (16)

где - температура воды после первой ступени подогрева при двухступенчатых схемах присоединения водоподогревателей, °С.

По отношению к зонам регулирования температурного графика системы теплоснабжения расходы ведут себя следующим образом.

В зоне количественного регулирования I при постоянной температуре в подающем трубопроводе с учетом средней нагрузки на горячее водоснабжение расход сетевой воды на горячее водоснабжение остается постоянным и при открытой, и при закрытой системе теплоснабжения (рис. 5 и 6).

Эти расходы сетевой воды определяются следующим образом.

В зоне качественного регулирования (II, III – при открытой схеме и II – при закрытой) характер кривых существенно различается.

При открытой схеме в зоне II сетевая вода на горячее водоснабжение разбирается из подающего и обратного трубопроводов. Из подающего трубопровода расход сетевой воды уменьшается от максимальной величины при температуре наружного воздуха до нуля при температуре наружного воздуха . Наоборот, расход сетевой воды из обратного трубопровода меняется от нуля до максимального значения при тех же температурах наружного воздуха. В зоне III разбор сетевой воды на горячее водоснабжение идет только из обратного трубопровода и несколько падает по мере роста температуры воды от 60 до 70 0 С (рис. 5).

При закрытой схеме присоединения системы горячего водоснабжения теплообмен между системами теплоснабжения и горячего водоснабжения происходит в одноступенчатом (на подающей магистрали) или в двухступенчатом (на обеих магистралях) теплообменнике. В зоне II расход сетевой воды на горячее водоснабжение уменьшается от максимального при до нуля при для двухступенчатого теплообменника (рис. 6, сплошная линия) и до величины

(17)

(рис. 6, штриховая линия).

Затем, для наглядности, строится график суммарных расходов сетевой воды (рис. 7 и 8) согласно условию

. (18)

Рисунок 7. График расходов открытой тепловой сети

Рисунок 8. График расходов закрытой тепловой сети (сплошная линия – двухступенчатый подогрев горячей воды: штриховая – одноступенчатый).

Необходимый для гидравлического расчета тепловой сети расчетный расход сетевой воды в двухтрубной сети в открытых и закрытых системах теплоснабжения определяется по формуле (19):

. (19)

Коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды при регулировании по отопительной нагрузке., принимаемый из следующих соображений:

· открытая система: 100 и более МВт =0.6, менее 100МВт, =0.8;

· закрытая система: 100 и более МВт =1.0, менее 100МВт, =1.2.

При регулировании по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения при корректированном графике регулирования коэффициент принимают равным 0.

При проектировании тепловых сетей в задачу гидравлического расчета входит определение диаметров трубопроводов и падения дав­ления по участкам и в целом по магистрали. Расчет ведется в два этапа: предварительный и поверочный.

5.1. Порядок проведения гидравлического расчета

Исходными данными для расчета являются: расчетная схема (см. рис. 1); расчетные расходы сетевой воды по участкам; вид и коли­чество местных сопротивлений на каждом участке.

Одним из основных параметров, определяющих гидравлическое сопротивление, является скорость воды в трубопроводах. В магист­ральных сетях скорость воды рекомендуют принимать в пределахl¸2 м/с, а в распределительных трубопроводах - 3¸5 м/с.

На первом, предварительном, этапе определяется расчетный ди­аметр трубопровода по принятым значениям скорости воды w и удельного падения давления . Для магистральных трубопрово­дов значение £ 80 Па/м, для распределительных сетей и ответв­лений =100¸300 Па/м. Условный диаметр рассматриваемого участка определяется с помощью номограммы для гидравлического расчета трубопровода (Приложение П) по расходу воды и принятому удельному падению давления . Т. к. точка пересечения на номограмме не попадает на какую-либо линию стандартного диаметра, то необходимо сместиться по линии расходов вверх или вниз до пересечения с линией стандартного диаметра. Если смещаться вверх, то выбирается меньший стандартный диаметр, но реальное удельное линейное сопротивление оказывается больше, а если вниз – то диаметр больше, а сопротивление меньше. Обычно, на участках трубопровода, близких к теплоисточнику переходят на большие диаметры, а ближе к концу магистрали – на меньшие. Необходимо также отслеживать, чтобы скорости воды на участке трубопровода не вышли за указанные пределы. Полученные фактические значения удельного линейного сопротивления и скорости движения воды заносятся в таблицу 2.

Таблица 2

Гидравлический расчет теплосети

Продолжение таблицы 2

Гидравлический расчет теплосети

По расчетной схеме и выбранной трассе трубопроводов опреде­ляются типы и количество местных сопротивлений: арматуры, отво­дов, компенсаторов и пр. По приложению П8 в зависимости от услов­ного диаметра и типа местных сопротивлений определяется эквива­лентная длина местных сопротивлений и заносится в таблицу 2. Расчетная длина участка трубопровода определяется суммированием фактической и эквивалентной длины.

Падение давления на расчетном участке вычисляется по формуле (20), Па:

(20)

где - длина расчетного участка, м;

Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений на дан­ном участке.

Потери напора на участке составят:

где =975 кг/м 3 - плотность воды при температуре 100 °С;

g =9,81 м/с 2 - ускорение свободного падения.

Полученные величины заносятся в графы поверочного расчета (таб. 2). Аналогично рас­считываются все участки магистрали.

Расчет ответвлений проводится так же, как участок магистрали, нос заданным падением давления (напора), определяемым после построения пьезометрического графика как разность напоров в подающей и обратной магистрали в точке присоединения ответвлеиия.

Также, как и для магистрали, для конкретного рассчитываемого ответвления измеряется длина трубопроводов от точки ответвления до самого дальнего потребителя (абонента) - l отв , м. Для этого ответвления протяженностью l отв предварительно удельное линейное падение давления, Па/м:

(22)

где ; Z - опытный коэффициент местных сопротивлений для ответвлений (для водоводов Z =0,03¸0,05); G отв - расчетный рас­ход теплоносителя на начальном участке ответвления, кг/с; - разность располагаемой падения давления на ответвлении и требуемого перепада давлений у последнего абонента, Па; - фактическая длина ответвления в двухтрубном исполнении.

При сложной схеме распределительных сетей ответвление делит­ся на участки аналогично разделению на участки магистральной сети.

4.2. Построение пьезометрического графика

Пьезометрический график строится на основании гидравлическо­го расчета (таб. 2). Пьезометрический график сети позволяет уста­новить взаимное соответствие рельефа местности, высоты абонент­ских систем и потерь напора в трубопроводах. По пьезометрическому графику можно определить напор в любой точке сети, располагаемый напор в местах ответвлений и на вводе в абонентские системы, а также провести корректировку схем присоединения абонентских сис­тем и действующие напоры в прямой и обратной магистралях сети.

Пьезометрический график строится в масштабе в координатах L-H (L - длина трассы, м; Н - напор, м). За начало координат при­нимается точка 0 , соответствующая установке сетевых насосов (рис. 6). Вправо от точки 0 вдоль оси L (линия I-I , отметка 0.0) нано­сится профиль трассы в соответствии с рельефом местности вдоль основной магистрали и ответвлений. Здесь принимается, что профиль трассы совпадает с рельефом местности. При несложной схеме теп­лоснабжения и небольшом числе абонентских вводов (не более 20) на ответвлениях и магистрали наносятся высоты зданий (абонентских систем). По оси ординат из точки 0 откладывается напор в метрах.

Построение пьезометрического графика начинают с гидростати­ческого режима, когда циркуляция воды в системе отсутствует, а вся система теплоснабжения, включая системы отопления или тепло­обменники систем отопления, заполнена водой с температурой до 100°С. Статическое давление в тепловой сети H ст обеспечивается подпиточными насосами. Линию статического напора S-S на графике проводят из условия прочности чугунных радиаторов, т.е. 60 м. Статическое давление должно быть выше высоты присоединенных зда­ний к системе теплоснабжения, а также обеспечить невскипание воды в тепловой сети. Если хотя бы одно из условий для абонентских вводов не соблюдается, необходимо предусмотреть разделение тепло­вой сети на зоны с поддержанием в каждой зоне своего статического давления.

Необходимый подпор современных сетевых насосов находится в пределах 10¸25 м из условия подавления кавитации на всасе в на­сос, а полный напор подпиточных насосов H ст =40¸60 м. Данное значение

Н ст откладывается по оси Н от точки 0 до А. От точки А начинается построение пьезометрического графика для обратной магистрали в динамическом режиме на основании данного гидравлического расчета. С точки А откладывается длина первого расчетного участка 0 – I (0 I). Далее по оси Н откладывается расчетная величина гидравлических потерь Δ Н І (точка 0 1 ). Выполняя описанные действия, определяем последовательно все точки пьезометрического графика обратной магистрали (точки 0 , 0 1 , 0 2 и т.д.).

От последней точки пьезометрического графика обратной ма­гистрали (точка 0 4 ) откладывается необходимый располагаемый напор у последнего абонентаDH аб » 15¸20 м при наличии элеватора или DH аб » 10м+H зд - при безэлеваторном подключении (точка П 4 ). Пьезометрический график прямой магистрали строится от точки П 4 в обратной последовательности по участкам сети. Соединяя все найденные точки (А,0 1 ,0 2 , ... ) получим пьезометрический график обратной магистрали. При правильных расчетах и построении пьезометрический график должен быть прямолинейным. В точке П , соответс­твующей месторасположению источника теплоты, вверх откладывается потеря напора в сетевых подогревателяхDH П =10¸20 м или в водо­грейном котлеDH П =15¸30 м.

Рисунок 9. Пьезометрический график и схема тепловой сети:

I - сетевой насос; II - подпиточный насос; III - теплоподготови-тельная установка; IV - регулятор давления; V - подпиточный бак.

5. ВЫБОР СХЕМ ПРИСОЕДИНЕНИЯ АБОНЕНТСКИХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ К ТЕПЛОВОЙ СЕТИ

Пьезометрический график позволяет выбрать схему присоедине­ния абонентских установок к теплосети с учетом располагаемого пе­репада давлений и ограничений по избыточному давлению в трубопро­водах.

На рис. 10 представлены схемы присоединения абонентских отопительных систем к тепловой сети. Схемы (а), (б) и (в) представляют собой зависимые присоединения. Схема (а) используется в том случае, когда имеется центральный или групповой тепловой пункт, где готовится теплоноситель с требуемыми параметрами и перед системой отопления необходимо отрегулировать только давление. Рис.10б - элеваторная схема присоединения применяется при условии, что напор в обратной магистрали не превышает допус­тимого для местных отопительных систем, а располагаемый напор на вводе достаточен для работы элеватора (15¸18 м).

Если напор в обратной магистрали не превышает допустимого, а располагаемый напор недостаточен для работы элеватора, применяют зависимую схему со смесительным насосом (Рис.10в).

Если напор в обратной магистрали в статическом или динами­ческом режиме превышает допустимый напор для местных систем отоп­ления, применяют независимую схему с установкой водоводяного теплообменника (Рис.10г).

Обозначения на схеме:

ПК – пиковый котел; ТП – теплофикационный подогреватель; СН – сетевой насос; ПН – подпиточный насос; РР – регулятор расхода; Д – диафрагма; В - воздушник (кран Маевского); Э – элеватор; Н – смесительный насос; РТ – регулятор температуры; ТО – теплообменник системы отопления; ЦН – циркуляционный насос; РБ – расширительный бак.

На рис. 11 представлены схемы присоединения системы горячего водоснабжения к системе теплоснабжения.

Рисунок 11. Присоединение систем горячего водоснабжения к системе теплоснабжения

6. ВЫБОР НАСОСОВ

6.1. Выбор сетевых насосов

Сетевые насосы устанавливаются на источнике теплоты, их ко­личество должно быть не менее двух, из которых один резервный. Производительность всех рабочих насосов принимается равной сум­марному расходу сетевой воды с учетом коэффициента запаса насоса по производительности (1,05-1,1).

Напор сетевых насосов определяется по пьезометрическому гра­фику и равен, м:

H с.н. =H ст +DH п +DH о +DH аб,

где H ст - потери напора на станции, м;

DH п - потери напора в подающей линии, м;

DH аб - располагаемый напор у абонента,м;

DH о - потери напора в обратной линии, м.

Выбор насосов выполняется для отопительного и неотопительно­го периодов. При наличии подкачивающих насосов в сети напор сете­вых насосов уменьшается на напор подкачивающих насосов.

6.2. Выбор подпиточных насосов

Производительность подпиточных насосов определяется величи­ной потерь сетевой воды в системе теплоснабжения. В закрытых сис­темах потери сетевой воды составляют 0,5 % объема воды в сетях, м 3 /ч:

G подп. =0,005×V+G гвс,

где V=Q×(V с +V м) - объем воды в системе теплоснабжения, м 3 ; Q - тепловая мощность системы теплоснабжения, МВт; V с , V м - удельные объемы сетевой воды, находящейся в наружных сетях с подогрева­тельными установками и в местных системах, м 3 /МВт (V с =10¸20, V м =25).

Список литературы

1. Айзенберг И.И., Баймачев Е.Э., Выгонец А.В. и др. Учебное пособие по дипломному проектированию для студентов специальности 270109 – ТВ. – Иркутск: Иркутский дом печати, 2007, - 104 с.

Графики температур и расходов воды в тепловой сети и местной системе отопления при качественном и количественном регулировании отпуска тепла для отопительного комплекса с элеваторным узлом при ведены на рис. 5.3.

При поверхностном отопительном теплообменнике и насосном узле виды регулирования отпуска тепла в местной системе отопления и параметров сетевой воды, поступающей в теплообменник, могут совпадать или быть различными. Так, в местной системе отопления может осуществляться качественное регулирование при количественном регулировании расхода сетевой воды. При таких теплообменных устройствах на вводе перерывы в поступлении сетевой воды в абонентский теплообменник не прекращают циркуляции воды в местной системе отопления, приборы которой продолжают некоторое время отдавать помещениям тепло, аккумулированное в воде и трубопроводах местной системы.

В этой статье показаны основные характеристики модуля для мониторинга теплового потока через температурное зондирование у пациентов, находящихся в послеоперационном состоянии, в качестве решения недостатков и недостатков современных методов мониторинга потребления калорий, Этот проект является прототипом, который построен для дальнейших исследований по этому вопросу, поэтому калибровочные испытания тепла и температуры не будут выполняться у людей, а в контролируемых теплогенераторах.

Ключевые слова: калориметрия, тепловой поток, обмен веществ, температура. В этой статье представлены основные характеристики конструкции и конструкции прототипа для измерения теплового потока, получения изменения температуры и использования неинвазивных датчиков температуры. Условия послеоперационного пациента связаны с потреблением энергии как часть метаболического ответа из-за стресса, который представляет состояние распада пациента. Одним из действий, принятых для улучшения и ускорения процесса выздоровления пациента, является надлежащее обращение с метаболизмом, поскольку его адекватный контроль вносит вклад в необходимые питательные вещества для эволюции и восстановления лица, находящегося под опекой.

При элеваторных уздах с постоянным коэффициентом смешения качественное регулирование параметров сетевой воды приводит к качественному регулированию параметров местной воды, а чисто количественное регулирование сетевой воды, поступающей в элеватор, приводит не только к пропорциональному из менению расхода воды в местной системе, но и к изменению температуры] местной воды, т. е. приводит к количественно-качественному изменению параметров воды местной системы отопления. Прекращение подачи сетевой воды в элеватор вызывает немедленное прекращение циркуляции воды в местной системе отопления и, соответственно, быстрое прекращение подачи тепла в отапливаемые помещения.

Этот проект является прототипом, и поэтому испытания не должны использоваться на людях, а только на контролируемых теплогенераторах. В этой статье описывается конструкция прототипа для измерения теплового потока с использованием метода прямой калориметрии с использованием датчиков для определения изменений температуры; раскрываются различные этапы прототипа и критерии выбора устройств для построения аппаратного обеспечения, а также основные характеристики программного обеспечения, разработанные для представления полученных данных.

Рис. 5.3. Графики температур (а) и относительных расходов (б) воды в тепловой сети и местной системе отопления при качественном и количественном регулировании отпуска тепла

1, 1’ - температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети соответственно при качественном н количественном регулировании; 2, 2’- температура воды в местной системе отопления соответственно при качественном и количественвом регулировании; 3, 3’- температура обратной воды соответственно при качественном и количественном регулировании; 4,4" - относительный расход воды cоответственно при качественном и количественном регулировании

Клинические заболевания и постхирургическое заболевание обычно повышают затраты энергии как часть метаболического ответа организма на стресс, который представляет это условие распада у пациента. Это увеличение зависит от тяжести заболевания и степени страдания или от определенных состояний, таких как наличие лихорадки, инфекционные осложнения и терапевтические меры, принятые для ее выздоровления.

Мониторинг метаболизма у пациентов, находящихся в послеоперационном состоянии, является важным аспектом процесса восстановления и выявления возможных энергетических или питательных дисбалансов, которые препятствуют правильному продвижению их здоровья. Этот контроль и контроль за питанием можно определить с помощью изменений количества тепла, выделяемого организмом в процессе производства и потребления энергии.

Рассмотрим некоторые особенности регулирования отпуска тепла на отопление. Основная особенность состоит в том, что в теплоснабжаемом районе могут быть здания с различным значением относительных внутренних тепловыделений по отношению к потерям тепла через наружные ограждения. Следовательно, при одной и той же наружной температуре к разным зданиям должна поступать сетевая вода с разной температурой что практически невозможно. В этих условиях наиболее рациональным является назначение температур воды в сети по расходу тепла на отопление жилых зданий. Объясняется это следующими причинами: во-первых, на жилые здания приходится до 75% суммарного расхода тепла на отопление жилых и общественных зданий городской застройки, а во-вторых, учет внутренних тепловыделений в жилых зданиях позволяет сократить годовой расход тепла на их отопление на 10%. Для тех общественных зданий, относительные внутренние тепловыделения в которых в период пребывания в них людей меньше, чем в жилых зданиях, недостаточная температура воды в тепловой сети должна компенсироваться увеличением расхода сетевой воды.

Чтобы провести исследование энергии, необходимо определить вещество или область в интересующем пространстве, в этом случае человеческое тело, которое отделено изолирующим и защитным слоем, известным как кожа, который будет называться границей, поскольку он изолирует изучаемую систему от ее окружения. Эта система, несмотря на ее изоляцию, находится в непрерывном обмене массой и энергией, необходимой для поддержания ее функционирования; эта концепция известна в термодинамике как открытая система . Масса и энергия можно понимать как продукты, вещества и питательные вещества, которые входят в систему и вмешиваются во внутренний метаболизм для производства других видов энергии, которые отвечают различным требованиям организма.

Активное регулирование отпуска тепла (абонентское, приборное и т. п.) должно только уменьшать теплоотдачу нагревательных дриборов по сравнению с ее нормированным значением, но ни в коем случае не превышать этого значения. Обусловливается это тем, что в настоящее время централизованное теплоснабжение рассчитывается на лимитированный отпуск тепла на отопление (в размере, необходимом для поддержания, нормативного значения температуры воздуха в отапливаемых помещениях). При этом ограничении всякий перерасход тепла одним из абонентов системы теплоснабжения- или одним из приборов местной системы отопления влечет недополучение тепла другим абонентом или другим прибором.

Основным продуктом и мотивом нашего исследования с точки зрения энергии является тепло. Термодинамика - это отрасль физики, известная как наука о энергии, и позволяет нам находить различные отношения между теплом и его способностью производить работу. Можно рассматривать проблему измерения потока тепла с помощью изменения температуры, пока есть четкое знание термодинамических представлений о тепловом потоке и температуре. Эти два параметра коррелированы, но не представляют одинакового.

Температура представляет собой физическую величину , которая позволяет узнать степень концентрации тепловой энергии. В частности, температура является физическим параметром, описывающим систему, которая характеризует теплоту или передачу тепловой энергии между одной системой и другими, а тепловой поток - скорость передачи энергии на единицу площади. Тепло понимается как энергетическое взаимодействие и происходит только из-за разницы температур. Теплопередача - это обмен тепловой энергией.

Теоретическое обоснование методики гидравлического расчета трубопроводов водяных тепловых сетей (применение уравнения Дарси, предельное число Рейнольдса, практические скорости теплоносителя, гидравлический режим работы).

В результате гидравлического расчета тепловой сети определяют диаметры всех участков теплопроводов, оборудования и запорно-регулирующей арматуры, а также потери давления теплоносителя на всех элементах сети. По полученным значениям потерь давления рассчитывают напоры, которые должны развивать насосы системы. Диаметры труб и потери давления на трение (линейные потери) определяют по формуле Дарси

Где он представляет количество тепла, передаваемого во время процесса между двумя состояниями. Тепло обычно передается тремя различными способами : проводимостью, конвекцией и излучением. Проведение - это передача энергии от более энергичных частиц вещества к соседним менее энергетическим частицам из-за прямого взаимодействия между ними. Конвекция - это передача энергии между твердой поверхностью и смежной жидкостью или газом, который находится в движении. Радиация - это энергия, излучаемая веществом электромагнитными волнами; для исследований теплообмена более важно, что тепловое излучение, которое излучается телами из-за их температуры, чем выше температура, тем больше излучение, излучаемое системой.

где - потери давления на трение (линейные), Па; - коэффициент трения; l, d- длина и диаметр участка трубопровода, м; w-скорость потока, .м/с; - плотность теплоносителя, кг/м 3 .

Если энергию потока, Дж, отнести к единице силы, Н, получим формулу для расчета потерь напора, м. Для этого все члены уравнения (7.1) следует разделить на удельный вес, Н/м 3:

Связь между температурой и температурой получена из закона охлаждения Ньютона, который гласит, что при условии, что между окружающей средой и анализируемым телом не существует большой разницы, скорость теплообмена может быть найдена на единицу время к телу или от тела излучением, конвекцией и проводимостью, которая, в свою очередь, приблизительно пропорциональна разнице температур между телом и внешней средой.

Метаболизм - это сумма всех химических реакций, необходимых для преобразования энергии в живые существа и обычно характеризуется скоростью метаболизма, которая определяется как скорость преобразования энергии во время этих химических реакций. Тепло является конечным продуктом более 95% энергии, выделяемой в организме, когда нет внешнего потребления энергии.

(7.2)

Коэффициент трения зависит от режима движения жидкости, характера шероховатости внутренней поверхности трубы и высоты выступов шероховатости k.

Движение теплоносителя в водяных и паровых сетях характеризуется турбулентным режимом. При относительно небольших значениях числа Рейнольдса (2300

Процесс мониторинга затрат энергии должен проводиться в условиях полного отдыха. Расходы энергии человека, когда они находятся в этих условиях, известны как базальный метаболизм, и именно в этих контролируемых условиях используются методы измерения теплового потока.

Калориметрия - это метод измерения теплоты химической реакции или покоящегося вещества. В настоящее время для измерения теплового потока в медицинских приложениях используются два метода. Это процесс, посредством которого измеряется расход кислорода, который используется непосредственно в окислительном метаболизме, то есть реакции, которые происходят между кислородом и пищей для выработки энергии. Более 95% энергии, потребляемой организмом, происходит от реакций кислорода с разными продуктами питания, поэтому можно рассчитать скорость метаболизма всего организма от скорости использования кислорода.

(7.3)

С развитием турбулентности потока толщина ламинарного слоя уменьшается, выступы шероховатости начинают возвышаться над ним и оказывать сопротивление движению потока. При этой в потоке наблюдается как вязкостное, так и инерционное гидравлическое сопротивление. Последнее связано со срывом турбулентных вихрей с выступов шероховатости. Турбулентные вихри оказывают инерционное сопротивление ускорению, возникающему вследствие перемещения их в зону больших скоростей к оси потока.

Он основан на процессе, описываемом термодинамикой, и отвечает за измерение количества тепла, выделяемого телом внутри калориметра. Человек вводится в изолированную камеру с контролируемыми температурными условиями. Тепло, генерируемое пациентом, приводится в движение окружающим воздухом и вынуждено проходить через воду, окружающую камеру. Используя определение калорий и зная начальную температуру воды, вы можете получить количество калорий, генерируемых индивидуумом внутри калориметра.

Стоимость, сложность и время, требуемые этим методом, не позволяют его применение регулярно и ограничиваются только областью исследований и ее использованием в ограниченном количестве мест в мире. Метод Косвенной Калориметрии не дает необходимой точности, поскольку постоянная потребления кислорода изменяется в зависимости от тела с учетом переменных пола, возраста, массы тела и других факторов; Кроме того, это неудобная процедура как для пациента, так и для членов медицинской бригады. С другой стороны, метод прямой калориметрии, использующий измерительную камеру, является очень дорогостоящим, он позволяет только обратить внимание одного человека на камеру, что подразумевает низкую эффективность предоставления услуг пациентам, которым необходим этот тип будьте осторожны.

Рассмотренные режимы движения относятся к переходному турбулентному режиму. Установившийся турбулентный режим характеризуется квадратичным законом сопротивления, когда сопротивление обусловлено наличием инерционных сил и не зависит от вязкости жидкости. Коэффициент трения для этого режима рассчитывают по формуле Б. Л. Шифринсона:

В качестве предложения по решению проблемы, представленной двумя описанными выше методами измерения теплового потока, предлагается модель со следующими характеристиками. Высокий коэффициент отклонения общего режима. Фактор отклонения высокого источника.

Хорошее отношение сигнал / шум. Высокая помехоустойчивость 60 Гц. Возможность будущего беспроводного соединения. Каждый из этапов предназначен для использования с технологией поверхностного монтажа, что делает возможным небольшой размер для удобного управления и транспортировки модуля. Прототип имеет акриловую инкапсуляцию, которая изолирует датчик от цепи, а это, в свою очередь, от батареи, которая защищает измеренные данные от помех с элементами схемы и предотвращает пороки развития сигнала мощности, создаваемого генератором.

(7.4)

где k э - абсолютная эквивалентная равномерно - зернистая шероховатость, которая создает гидравлическое сопротивление, равное действительному сопротивлению трубопровода; k э /d - относительная шероховатость.

Предельное число Рейнольдса, разграничивающее переходный и установившийся турбулентные режимы, равно

При Re>Re np наблюдаетсяквадратичный закон сопротивления. Определим предельную скорость движения воды, соответствующую квадратичному закону сопротивления. Максимальные расходы воды в тепловых сетях отвечают точке излома графика температур, поэтому предельный режим рассчитаем для температуры воды t-70°C, при которой v=0,415-10 -6 м 2 /с. Эквивалентная шероховатость для водяных сетей k э =0,0005 м. Тогда:

На рисунке 1 показан обзор системы с помощью блок-схемы. Ниже приведены этапы проектирования прототипа. Характеристика измеряемой переменной. Температура у человека имеет определенное поведение и пределы, определяемые различными реакциями, которые могут иметь тело.

Датчик, используемый для этого прототипа, представляет собой термистор, который проиллюстрирован на рисунке. Он имеет эпоксидное покрытие, которое покрывает полупроводниковый материал, изолированные кабели, которые облегчают манипуляции внутри электронной схемы и небольшие размеры, которые соответствуют характеристикам модуля.

Скорость движения воды в теплопроводах обычно превышает 0,5 м/с, следовательно, в большинстве случаев они работают в области квадратичного режима.

Предельную скорость движения пара среднего давления, соответствующую границе области квадратичного закона сопротивления, определим при давлении р=1,28 МПа (абсолютном). При этом давлении температура насыщения t=190°С, а кинематическая вязкость = = 2,44-10 -6 м 3 /с. Предельная скорость при k э =0,0002 м будет равна:

Сопротивление против Температура термистора не является линейной; однако в пределах температуры тела, в которой он работает, термистор имеет характеристику, очень близкую к прямой. Представлена ​​математическая модель используемого термистора. Понятно, что сходство между кривыми приемлемо для принятия математической модели. Мост Уитстона используется для обнаружения изменений сопротивления.

В мост Уитстона был добавлен ограничительный резистор 12, 1 кОм, который генерирует делитель напряжения для поддержания дифференциального выхода максимум на 320 мВ; более высокое напряжение генерирует насыщенность в измерительном усилителе. На рисунке 5 показана схема, используемая на этапе амплификации.

В паропроводах скорость обычно больше 7м/с, следовательно, они также работают в области квадратичного режима.

Для насыщенного пара низкого давления при t=115°C, р = 0,17 МПа (абсолютном) и = 13,27-10 -6 м 2 /с предельная скорость соответственно равна:

Эта скорость близка к максимальной в паропроводах, поэтому паропроводы низкого давления работают в основном в области гидравлически гладких труб.

Расчет гидравлического сопротивления для переходногр и установившегося турбулентных режимов можно вести по универсальной формуле А. Д. Альтшуля:

(7.5)

При Re k э /d68 она совпадает с формулой Б. Л. Шифринсона (7.4).

При гидравлических расчетах принимают следующие значения абсолютной эквивалентной шероховатости внутренней поверхности труб:

Тепловые сети Паровые Водяные Горячего водоснабжения и конденсатопроводов

k э,м. 0,0002 0,0005 0,001

20 Задачи и общие положения методики инженерного гидравлического расчета трубопроводов тепловых сетей. Определение расчетных расходов теплоносителя и потерь напора в разветвленных водяных тепловых сетях в соответствии с требованиями СНиП 2.04.07-86*.

Расчетные расходы воды для всех участков разветвленной сети определяют однозначно в зависимости от расчетных расходов теплоносителя у потребителей. Возможные потери давления в тепловых сетях зависят от напора, развиваемого принятыми для установки циркуляционными насосами, и могут быть весьма различными. Таким образом, в постановке задачи гидравлического расчета имеется неопределенность, для устранения которой необходимо добавить дополнительные условия. Такие условия формулируют из требований максимальной экономической эффективности системы теплоснабжения, определяющих собой задачи технико-экономического расчета теплопроводов. Следовательно, технико-экономический расчет органически связан с гидравлическим расчетом и позволяет по формулам гидравлики однозначно рассчитать диаметры всех элементов тепловой сети.

Основной смысл технико-экономического расчета теплопроводов заключается в следующем. От принятых диаметров элементов тепловой сети зависят гидравлические потери в них. Чем меньше диаметры, тем больше потери. С уменьшением диаметров снижается стоимость системы, что повышает ее экономическую эффективность. Но с ростом потерь растет напор, который должны развивать насосы, а с ростом напора растут их стоимость и энергия, расходуемая на перекачку теплоносителя. При таких условиях, когда с изменением диаметров одна группа стоимостных показателей уменьшается, а другая увеличивается, всегда существуют оптимальные значения диаметров, при которых суммарная стоимость, сети будет минимальной.

В данном параграфе рассмотрен гидравлический расчет тепловой сети по приближенной методике, когда для подбора диаметров теплопроводов используют значения удельных потерь давления на трение, рекомендуемые СНиП.

Рис. 7.4. Схема тепловой сети

1,2,…..,7 - номера участков

Расчет ведут в следующем порядке:

1) сначала рассчитывают основную магистраль. Диаметры подбирают по среднему гидравлическому уклону, принимая удельные потери давления на трение до 80 Па/м, что дает решение, близкое к экономически оптимальному. При определении диаметров труб принимают значение k э, равное 0,0005 м, и скорость движения теплоносителя не более 3,5 м/с;.

2) после определения диаметров участков тепломагистрали подсчитывают для каждого участка сумму коэффициентов местных сопротивлений, используя схему тепловой сети, данные по расположению задвижек, компенсаторов и других сопротивлений и значения коэффициентов местных сопротивлений. Для каждого участка находят эквивалентную местным сопротивлениям длину при = 1 и рассчитывают эквивалентную длину k э для этого участка. После определения l э заканчивают расчет тепломагистрали и определяют потери напора в ней. Исходя из потерь напора в подающей и обратной линиях и необходимого располагаемого напора в конце магистрали, который назначают с учетом гидравлической устойчивости системы, определяют необходимый располагае мый напор на выводных коллекторах источника тепла;

3) рассчитывают ответвления, используя оставшийся напор, при условии, чтобы в конце каждого ответвления сохранялся необходимый располагаемый напор и удельные потери давления на трение не превышали 300 Па/м. Эквивалентные длины и потери напора на участках определяют аналогично их определению для основной магистрали.

Методика гидравлического расчета паропроводов тепловых сетей: определение диаметров трубопроводов, расчет потерь напора, рекомендуемые скорости, учет влияния плотности пара на гидравлические потери, структура таблиц и номограмм.

Потери энергии при движении жидкости по трубам определяются режимом движения и характером внутренней поверхности труб. Свойства жидкости или газа учитываются в расчете с помощью их параметров: плотности и кинематической вязкости. Сами же формулы, используемые для определения гидравлических потерь, как для жидкости, так и для пара являются одинаковыми.

Отличительная особенность гидравлического расчета паропровода заключается в необходимости учета при определении гидравлически потерь изменения плотности пара. При расчете газопроводов плотность газа определяют в зависимости от давления по уравнению состояния, написанному для идеальных газов, и лишь при высоких давлениях (больше примерно 1,5 МПа) вводят в уравнение поправочный коэффициент, учитывающий отклонение поведения реальных газов от поведения идеальных газов.

При использовании законов идеальных газов для расчета трубопроводов, по которым движется насыщенный пар, получаются значительные ошибки. Законы идеальных газов можно использовать лишь для сильно перегретого пара. При расчете паропроводов плотность пара определяют в зависимости от давления по таблицам. Так как давление пара в свою очередь зависит от гидравлических потерь, расчет паропроводов ведут методом последовательных приближений. Сначала задаются потерями давления на участке, по среднему давлению определяют плотность пара и далее рассчитывают действительные потери давления. Если ошибка оказывается недопустимой, производят пересчет.

При расчете паровых сетей заданными являются расходы пара, его начальное давление и необходимое давление перед установками, использующими пар. Методику расчета паропроводов рассмотрим на примере.

Пример 7.2 . Рассчитать паропровод (рис. 7.5) при следующих исходных данных: начальное давление пара при выходе из источника тепла Р н =1,3 МПа (избыточное); пар насыщенный; конечное давление пара у потребителей р к =0,7 МПа; расходы пара потребителями, т/ч: D 1 =25; D II =10;, D III =20; D IV = 15; длины участков, м: l 1-2 =500; l 2-3 ==500; l 3-4 =450; l 4- IV = 400; l 2- I =100; l 3- II =200; l 4- III =100.

1.Определяем ориентировочное значение удельных потерь на трение на участках от источника тепла до наиболее удаленного потребителя IV:

Здесь -суммарная длина участков 1-2-3-4-IV; а - доля потерь давления в местных сопротивлениях, принимаемая равной 0,7 как для магистрали с П-образными компенсаторами со сварными отводами и предполагаемыми диаметрами 200-350 мм.

2.Рассчитаем участок 1-2. Начальное давление на участке p 1 = 1,4 МПа (абсолютное). Плотность насыщенного пара при этом давлении, определенная. по таблицам водяного пара, =7,l кг/м 3 . Задаемся конечным давлением на участке р 2 ==1,2 МПа (абсолютным). При этом давлении =6,12 кг/м 3 . Средняя.плотность пара на участке:

Расход пapa на участке 1-2: D l -2 =70 т/ч=19,4 кг/с. По принятым удельным потерям давления 190 Па/м и расходу 19,4 кг/с по номограмме на рис. 7.1 находим диаметр паропровода. Так как номограмма составлена для пара с плотностью р п - 1=2,45 кг/м 3 , предварительно пересчитываем удельное падение давления на табличную плотность:

Для значений (= 513 Па/м и D 1-2 =19,4 кг/с находим диаметр паропровода d 1-2 =325х8 мм ()=790 Па/м. Скорость движения пара w т = 107 м/с. Определяем действительные потери давления и скорость движения пара:
Скорость пересчитываем аналогично:

Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке 1-2 (см. табл. 7.1):

Задвижка..........0,5

Компенсатор П-образный со сварными отводами (3 шт.) .............2,8-3=8,4

Тройник при разделении потока (проход) . . .1

Значение эквивалентной длины при = l при k э = 0,0002 м для трубы диаметром 325x8 мм по табл. 7.2 l э =17,6 м, следовательно, суммарная эквивалентная длина для участка 1- 2: 1 э = 9,9*17,6= 174 м.

Приведенная длина участка 1-2: l Пр.1-2 =500+174=674 м.

Потери давления на трение и в местных сопротивлениях на участке 1-2:

Давление пара в конце участка 1-2:

что практически равняется предварительно принятой величине в 1,2 МПа. Средняя плотность -пара также будет равна 6,61 кг/м 3 . В связи с этим пересчета не производим. При существенном отклонении полученного значения средней плотности пара от предварительно принятой величины производим пересчет.

Остальные участки паропровода рассчитываем аналогично участку 1-2. Результаты всех расчетов сводим в табл. 7.7. Расчет эквивалентных длин местных сопротив лений проводим аналогично примеру 7.1.

Гидравлический режим и надежность работы тепловых сетей. Теоретическое обоснование и методика построения пьезометрического графика, расчет требуемых напоров сетевых и подпиточных насосов.

Из-за большой плотности вода оказывает значительное гидростатическое давление на трубы и оборудование, поэтому гидравлический расчет водяных систем теплоснабжения включает две части: первую - собственно гидравлический расчет, при котором определяют диаметры теплопроводов, и вторую - проверку соответствия гидравлического режима предъявляемым требованиям.

Проверяют режим при статическом состоянии системы (гидростатический режим), когда циркуляционные насосы не работают, и при динамическом состоянии системы (гидродинамический режим) с учетом геодезических высот проложения трубопровода. В результате определяют линии максимальных давлений в подающем и обратном теплопроводах из условия механической прочности элементов системы и линии минимальных давлений из условия предотвращения вскипания высокотемпературного теплоносителя и образования вакуума в элементах системы. Пьезометрические линии проектируемого объекта не должны выходить за эти крайние границы. При разработке гидродинамического режима тепловой сети выявляют параметры для подбора циркуляционных насосов, а при разработке гидростатического режима - для подбора подпиточного насоса.

При гидравлическом расчете паровых сетей ввиду малой плотности пара разностью высотных отметок отдельных точек паропровода пренебрегают.

Для изучения режима давлений в тепловых сетях и местных системах зданий широко используют пьезометрические графики. На графиках в определенном масштабе наносят рельеф местности по разрезам вдоль тепловых трасс, указывают высоту присоединяемых зданий, показывают напор в подающих и обратных линиях теплопроводов и в оборудовании теплоподготовительной установки. Роль пьезометрического графика при разработке гидравлических режимов систем теплоснабжения очень велика, так как он позволяет наглядно показать допустимые границы давлений и фактические их значения во всех элементах системы.

Рассмотрим график напоров в теплопроводе, проложенном под землей (рис. 8.1). В населенных пунктах тепловые сети заглубляют примерно на 1 м. Ввиду малого заглубления при вычерчивании профиля трассы теплопровода его ось условно совмещают с поверхностью земли.

За горизонтальную плоскость отсчета принята плоскость ОО, проходящая через нулевую отметку. Все геодезические отметки профиля трассы соответствуют масштабу, указанному на шкале слева. Таким образом, величина z i показывает геодезическую высоту оси трубопровода в точке i над плоскостью отсчета.

Понятие надежности отражает два главных подхода к оценке работы устройства или системы. Первый - это вероятностная оценка работоспособности системы. Необходимость в вероятностной оценке связана с тем, что продолжительность работы элементов системы обуславливается рядом случайных факторов, предвидеть воздействие которых на работу элемента не представляется возможным. Поэтому детерминированная оценка времени работы элемента заменяется вероятностной оценкой, т. е. законом распределения времени работы. Учет времени работы - это второй главный подход к оценке работоспособности системы. Надежность - это сохранение качеств элементом или системой во времени. В соответствии с этими основными свойствами понятия надежности главным ее критерием является вероятность безотказной работы системы (элемента) Р в течение заданного периода t.

Рис. 8.1. График напоров в теплопроводе

1 - линия полных напоров без учета потерь на трение; 2 -линия полных напоров без учета потерь на трение и скоростного напора; 3 - линия полных напоров с учетом потерь на трение; 4-линия полных напоров с учетом потерь на трение и без учета скоростного напора; 5 - ось теплоровода.

По ГОСТу надежность определяется как свойство системы выполнять заданные функции с сохранением заданных эксплуатационных показателей в течение принятого времени эксплуатации. Для теплоснабжения заданной функцией является подача потребителям определенного количества воды с заданными температурой и давлением и определенной степени очистки.

Существуют два пути для создания надежных систем. Первый путь - это повышение качества элементов, из которых состоит система; второй - резервирование элементов. Повышают надежность, реализуя прежде всего первый путь. Но, когда исчерпываются технические возможности повышения качества элементов или когда дальнейшее повышение качества оказывается экономически невыгодным, идут по второму пути. Второй путь необходим, когда надежность системы должна быть выше надежности элементов, из которых она состоит. Повышения надежности достигают резервированием. Для систем теплоснабжения применяют дублирование, а для тепловых сетей дублирование, кольцевание и секционирование.

Надежность характеризуется долговечностью - свойством сохранять работоспособность до предельного состояния с допустимыми перерывами или без них при техническом обслуживании и ремонтах. Системы теплоснабжения - долговечные системы.

Системы теплоснабжения - ремонтируемые системы, поэтому они характеризуются ремонтопригодностью - свойством, заключающимся в приспособленности системы к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов. Основным показателем ремонтопригодности систем теплоснабжения является время восстановления отказавшего элемента t рем. Время восстановления имеет большое значение при обосновании необходимости резервирования системы. Оно в основном зависит от диаметров трубопроводов и оборудования сети. При малых диаметрах время ремонта может оказываться меньше допустимого перерыва теплоснабжения. В таком случае нет необходимости в резервировании.

Для возможности оценки надежности системы прежде всего необходимо точно сформулировать понятие отказа элемента и системы. При формулировке понятия отказа элемента тепловой сети исходят из внезапности и длительности перерыва в теплоснабжении потребителей. Внезапный отказ элемента - это такое нарушение его работоспособности, когда отказавший элемент необходимо немедленно выключить из работы. При постепенном отказе вначале можно провести предварительный ремонт элемента без нарушения или с допустимым нарушением теплоснабжения, перенеся полный восстановительный ремонт на некоторое время, когда его выключение не приведет к отказу системы.

При расчете надежности системы и определении степени резервирования следует учитывать только внезапные отказы.

Таким образом, отказ элемента, учитываемый при расчете надежности систем теплоснабжения, - это внезапный отказ при условии» что t рем >t д o п. Такой отказ у нерезервированных систем приводит к отказу системы, а у резервированных - к изменению гидравлического режима работы.

Причинами отказов, связанных с нарушением прочности элементов, являются случайные совпадения перегрузок на ослабленных местах элементов. Как перегрузки элементов, так и их ослабления определяются значениями ряда независимых случайных величин. Например, снижение прочности сварного шва может быть связано с непроваром, наличием шлаковых включений и других причин, которые в свою очередь зависят от квалификации сварщика, качества используемых электродов, условий сварки и т. п. Таким образом, отказы имеют случайную природу.

Изучение отказов, связанных с коррозией трубопроводов, нарушением работоспособности оборудования, приводит также к выводу, что их природа случайна. Вместе с тем совпадение ряда случайных факторов, которое может вызвать отказ, является событием редким, поэтому и отказы относятся к категории редких событий.

Таким образом, главные свойства отказов, учитываемых при расчете надежности, заключаются в том, что они представляют собой случайные и редкие события. Если нарушение работоспособности элемента не является случайным событием, то его можно предусмотреть в учесть в расчетах.

Задачей систем теплоснабжения является обеспечение требуемых уровней параметров у потребителей, при которых достигаются комфортные условия жизни людей. Аварийные отказы нарушают теплоснабжение жилых и общественных зданий, вследствие чего недопустимо ухудшаются условия труда и отдыха населения, что вызывает последствия социального характера. К этим последствиям прежде всего относится сам факт нарушения нормальных условий работы и жизни людей, который приводит к увеличению числа заболеваний людей, к падению их работоспособности. Социальные последствия не поддаются экономической оценке. Вместе с тем их значение весьма велико, поэтому в методике оценки надежности систем теплоснабжения должны учитываться социальные последствия перерывов в подаче тепла.

Учитывая изложенное, при оценке надежности теплоснабжения следует исходить из принципиальной недопустимости отказов, считая, что отказ системы приводит к непоправимым для выполнения задачи последствиям.

Как отмечалось выше, повреждения участков теплопроводов или оборудования сети, которые приводят к необходимости немедленного их отключения, рассматриваются как отказы. К отказам приводят следующие повреждения элементов тепловых сетей:

1) трубопроводов: сквозные коррозионные повреждения труб; разрывы сварных швов ;

2) задвижек: коррозия корпуса или байпаса задвижки; искривление или падение дисков; неплотность фланцевых соединений; засорыг приводящие к негерметичности отключения участков;

3) сальниковых компенсаторов: коррозия стакана; выход из строя грундбуксы.

Все отмеченные выше повреждения возникают в процессе эксплуатации в результате воздействия на элемент ряда неблагоприятных факторов. Причинами некоторых повреждений являются дефекты строительства.

Наиболее частой причиной повреждений теплопроводов является наружная коррозия. Количество повреждений, связанных с разрывом продольных и поперечных сварных швов труб, значительно меньше, чем коррозионных. Основными причинами разрывов сварных швов являются заводские дефекты при изготовлении труб и дефекты сварки труб при строительстве.

Причины повреждений задвижек весьма разнообразны: это и наружная коррозия, и различные неполадки, возникающие в процессе эксплуатации (засоры, заклинивание и падение дисков, расстройство фланцевых соединений).

Все рассмотренные выше причины, вызывающие повреждения элементов сетей, являются следствием воздействия на них различных случайных факторов. При возникновении повреждения участка трубопровода его отключают, ремонтируют и вновь включают в работу. Со временем на нем может появиться новое повреждение, которое также будет отремонтировано. Последовательность возникающих повреждений (отказов) на элементах тепловой сети составляет поток случайных событий - поток отказов.

И.М. Сапрыкин, главный технолог,
ООО ПНТК «Энергетические Технологии», г. Нижний Новгород

Введение

В системах теплоснабжения имеются весьма значительные резервы экономии теплоэнергетических ресурсов, в частности тепловой и электрической энергии.

В последнее время на рынке появилось много нового высокоэффективного оборудования и технологий, направленных на повышение комфортности проживания и экономичности систем теплоснабжения. Правильное применение новаций предъявляет высокие требования к инженерному корпусу. К сожалению, с инженерными кадрами происходит обратное явление: снижение численности квалифицированных специалистов в сфере теплоснабжения.

Для выявления и наилучшего использования резервов экономии необходимо в том числе знание законов регулирования отпуска теплоты. В технической литературе вопросам практического применения режимов регулирования отпуска теплоты не уделено должного внимания. В этой статье сделана попытка восполнить этот пробел, при этом предложен несколько иной подход к формированию основных уравнений, описывающих режимы регулирования отпуска теплоты, чем изложенные в технической литературе, например.

Описание предлагаемых методик

Известно, что законы регулирования отопительных нагрузок зданий могут быть получены из системы трех уравнений, описывающих тепловые потери здания через ограждающие конструкции, теплоотдачу нагревательных приборов в здании и подачу теплоты по тепловым сетям. В безразмерном виде эта система уравнений выглядит следующим образом }

И.М. Сапрыкин, главный технолог,
ООО ПНТК «Энергетические Технологии», г. Нижний Новгород

Введение

В системах теплоснабжения имеются весьма значительные резервы экономии теплоэнергетических ресурсов, в частности тепловой и электрической энергии.

В последнее время на рынке появилось много нового высокоэффективного оборудования и технологий, направленных на повышение комфортности проживания и экономичности систем теплоснабжения. Правильное применение новаций предъявляет высокие требования к инженерному корпусу. К сожалению, с инженерными кадрами происходит обратное явление: снижение численности квалифицированных специалистов в сфере теплоснабжения.

Для выявления и наилучшего использования резервов экономии необходимо в том числе знание законов регулирования отпуска теплоты. В технической литературе вопросам практического применения режимов регулирования отпуска теплоты не уделено должного внимания. В этой статье сделана попытка восполнить этот пробел, при этом предложен несколько иной подход к формированию основных уравнений, описывающих режимы регулирования отпуска теплоты, чем изложенные в технической литературе, например .

Описание предлагаемых методик

Известно, что законы регулирования отопительных нагрузок зданий могут быть получены из системы трех уравнений, описывающих тепловые потери здания через ограждающие конструкции, теплоотдачу нагревательных приборов в здании и подачу теплоты по тепловым сетям. В безразмерном виде эта система уравнений выглядит следующим образом }