ОХЛАЖДЕНИЕ ВОДЫ В СИСТЕМАХ С ОБЩИМ ЦИРКУЛЯЦИОННЫМ КОНТУРОМ
Системы горячего водоснабжения могут иметь различные режимы работы в зависимости от изменения соотношений расходов воды на водоразбор и циркуляцию. Для определения требуемого расхода циркуляции в зависимости от расхода на водоразбор необходимо знать температурный режим в секционных узлах горячего водоснабжения.
В режиме циркуляции (при отсутствии водоразбора, равенстве расходов воды, значений ko и F во всех участках секционного узла) конечную температуру воды, поступающей в циркуляционный стояк, можно определить по формуле (6.6), в которой величина F представляет собой суммарную площадь поверхности теплоотдачи всех водоразборных стояков секционного узла.
В режиме водоразбора границами отдельных участков в стояке являются точки приложения отдельных водоразборов. Конечную температуру воды в таком стояке при одинаковом направлении движения воды во всех
Сравним минимальную температуру воды в одной из точек водоразбора с конечной температурой воды в режиме циркуляции tr. При этом будем считать, что расход воды в циркуляционном стояке секционного узла в режиме водоразбора отсутствует. Для учета неравномерности приложения водоразбора примем, что в половине водоразборных стояков секционного узла водоразбор отсутствует, а в другой половине стояков водоразборные точки равномерно через каждые три этажа распределены по стоякам. В расчетах рассматривались два случая:
1) во все стояки поступает одинаковое количество воды;
2) в загруженные стояки поступает 2/3 расхода на водоразбор, в незагруженные — 1/3.
Расчеты по формулам (6.6) и (6.7) выполнены на ЭВМ. Установлено, что в обоих случаях минимальная температура при водоразборе примерно одинакова. Результаты расчета обобщены на графиках рис. 6.2 с использованием следующих обобщающих параметров:
Используя более простую модель, можно оценить степень охлаждения воды в узле и затем в системе в целом.
Загрузка стояка или секционного узла циркуляционным расходом или расходами в период водоразбора показаны на рис. 6.3. В соответствии с принятой моделью можно записать, что охлаждение воды в секционном узле при отсутствии водоразбора составляет (см. рис. 6.3, а).
Заменяя теплопотери подающей магистрали Qpn их выражением, после преобразований имеем
Численный анализ полученной формулы показал, что параметры а и п незначительно влияют на точность результатов при изолированных циркуляционных стояках секционных узлов. Это говорит о том, что, во-первых, охлаждение воды в циркуляционной магистрали системы не оказывает существенного влияния на температуру в наиболее удаленной точке водоразбора из-за относительно малого расхода воды, поступающего на водоразбор из циркуляционной магистрали, и, во-вторых, что число секционных узлов, подключенных к ветви системы также незначительно влияет на температуру воды в точках водоразбора. Это объясняется тем, что основное охлаждение воды происходит в трубопроводах секционных узлов.
Это дало возможность упростить формулу для относительного охлаждения воды в системе, исключив из нее параметры с малым влиянием и рассматривая охлажде- ние воды по подающей магистрали и подающей части секционного узла, но при уменьшенном расходе на водоразбор.
Полное прекращение циркуляции в головных участках системы при удовлетворении условия зависит от наличия изоляции на водоразборных стояках, а также ряда других факторов. Из графика (рис. 6.4— горизонтальная пунктирная линия) видно, что полное прекращение циркуляции в головных участках системы возможно при qhlZqfruz >2,2. При этом величина kcJp «—0,2 и в соответствии с графиком (рис. 5.17, a) kctr -»-0.
На рис. 6.5 представлены результаты измерения температурного режима в системе горячего водоснабжения, обслуживающей 9-этажные жилые дома с общим числом квартир 1510, детский сад и школу. Квартальная система имеет 42 секционных узла с четырьмя стояками, один из них — циркуляционно-водоразборный —1.9. В системе установлен циркуляционно-повысительный насос марки К 90/20, Pi =0,67. Охлаждение системы при отсутствии водоразбора btft —10,75 °С. Данные измерений приведены пересчетом к начальной температуре воды 60 °С.
В процессе исследования измерялись расходы на водоразбор и циркуляцию в ЦТП, а также температуры на выходе из водонагревателя в квартире наиболее удаленного (16-го) секционного узла ветви на девятом этаже, в квартире на нижнем этаже циркуляционно-водоразборного стояка. Как показали данные измерений, при водоразборе в системе q1 =0,75 qh наибольшее охлаждение наблюдалось в квартире нижнего этажа на циркуляционно-водоразборном стояке 1,4 т. е. было
близко к расчетному охлаждению, (см. рис. 6.5 сплошной линией). В то же время в квартирах девятого этажа вода имела более высокую температуру bthtot (1—1,1) Д. Это свидетельствует о том, что при данном уровне водоразбора в последнем секционном узле еще поддерживалась направленная циркуляция воды. Циркуляция в целом в системе составляла в этот период (0,5—0,6)qhr При увеличении водоразбора, циркуляционный расход в системе сокращается до 0,05—0,1, т. е. циркуляция в последнем секционном узле полностью прекращается и даже опрокидывается. Такой вывод подтверждается данными измерения температурного перепада. В нижних квартирах циркуляционно-водоразборного стояка температурный перепад уменьшился до 0,7; а в квартирах девятого этажа увеличился до Д, что также близко к расчетному охлаждению.
Таким образом натурные измерения показали, что формулы (6.8) и (6.13) достаточно правильно описывают температурный режим систем горячего водоснабжения.
