Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


РЕЖИМЫ РАСХОДОВАНИЯ ТЕПЛА

Режимы расходования тепла на отопление, вентиляцию, кондиционирование воздуха, горячее водоснабжение и технологические нужды весьма различны. В практике централизованного теплоснабжения разнообразие режимов теплопотребления является причиной значительных трудностей. Рабочий режим источника тепла должен быть таким, чтобы при любом режиме расходования тепла потребителем была возможность наиболее полно и качественно обеспечить теплом всех потребителей района. Это важная и необходимая, хотя и не всегда легко выполнимая задача. Для правильного выбора и расчета источника тепла и определения рабочего режима всей системы централизованного теплоснабжения необходимо определить и оценить конкретные условия теплопотребления данной системой во всех его аспектах.


Существуют потребители, расходующие тепло круглый год. Обычно тепло расходуется неравномерно, причем характер неравномерности зависит от особенностей рассматриваемого года, месяца, недели, суток, рабочей смены, температуры наружного воздуха и многого другого. К круглогодовым потребителям тепла относятся технологические процессы и горячее водоснабжение (рис. 2-1).

Некоторые потребители расходуют тепло только в определенный сезон, например в отопительный период в системе отопительного теплоснабжения. Сезонность теплопотребления наблюдается также в промышленности при производстве сахара, переработке осенью и зимой сахарной свеклы, консервировании летом и осенью овощей и фруктов, переработке и консервировании рыбы в районах сезонного лова и т. д. На рис. 2-2 изображено потребление тепла на отопление по месяцам года. Расход тепла в системах отопления вентиляции и коцдиционирования воздуха зависит от температуры наружного воздуха, которая в одинаковые месяцы разных лет может быть весьма различной.

Наблюдаются разные режимы расходования тепла в течение недели. Некоторые потребители расходуют тепло в течение всех дней недели (например, системы отопления и горячего водоснабжения жилых домов). Расход тепла в течение недели может быть равномерным или неравномерным. Равномерный расход тепла предприятием на технологические процессы имеет место только в том случае, если производство работает непрерывно и равномерно все семь дней недели при относительно постоянной температуре наружного воздуха (рис. 2-3). Расход тепла в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, как правило, неравномерен и зависит от наружной температуры. Неравномерность расхода тепла на горячее водоснабжение вызывается разнообразием потребностей и привычек потребителей горячей воды. Неравномерность расхода тепла на технологию связана со многими причинами — цикличностью производства, неритмичностью работы, количеством рабочих смен в- сутки, разной нагрузкой смен и т. д.


Есть потребители, расходующие тепло только в рабочие дни недели (рис. 2-4). Такой режим потребления тепла характерен для технологических процессов, вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения промышленных предприятий, работающих пять дней в неделю. В течение двух нерабочих дней расход тепла предприятием невелик и рассчитан только на поддержание соответствующих систем потребителей тепла в рабочем состоянии. На практике в таких случаях в зимние нерабочие дни устраивают небольшой сброс технологического пара в отопительные системы, чтобы предохранить производственные паро- и конденсатоотводы от охлаждения и замерзания. В нерабочие дни предохраняют от замерзания и разрыва калориферы в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, слегка обогревая их подводом тепла по обводному трубопроводу небольшого диаметра (байпасу). Такой метод связан с бесполезным 1 расходом теплоносителя и потерям тепла и обусловлен отсутствием специальной автоматической системы защиты калориферов от замерзания.


Встречаются потребители с относительно равномерным расходом тепла в течение суток. К ним относятся обычно промышленные производства, технология которых мало зависит от наружной температуры (бумажные фабрики, сахарные заводы, заводы по переработке нефти и древесины, производство синтетического каучука и т. п.).

Имеется значительное число потребителей с неравномерным расходом тепла в течение суток. К ним относится горячее водоснабжение жилых домов и промышленных предприятий. Неравномерность потребления горячей воды в жилых домах вызывается режимом работы и отдыха населения в течение суток. Изменения условий труда — удлинение или сокращение продолжительности рабочего дня, перенос на другое время начала или окончания работы, переход работающих во вторую или третью смену влекут за собой изменения суточного режима расхода горячей воды населением (рис. 2-5).

На предприятиях расход горячей воды на санитарнобытовые нужды зависит от распорядка рабочего дня трудящихся (рис. 2-6). Обычно в конце каждой смены происходит уборка цехов и работающие пользуются душевыми. На некоторых производствах, требующих особо строгого соблюдения чистоты и санитарных правил, работающие пользуются душевыми до начала рабочей смены. Пропускная способность душевых установок на производстве рассчитывается на 45 мин. Расход горячей воды каждой сменой изменяется в зависимости от численности работающих в смене.



Расход горячей воды на технологические нужды в течение суток изменяется в зависимости от количества рабочих смен и режима ведения технологического процесса производства (рис. 2-7).

В течение суток меняется расход тепла на вентиляцию кинотеатров, выставочных и спортивных залов, столовых и других помещений, используемых только несколько часов в сутки. Неравномерным будет также расход тепла на вентиляцию промышленных предприятий, работающих в одну или две смены (рис. 2-8). В перерывы между рабочими сменами зимой обязательно расходуется небольшое количество тепла для предупреждения замораживания остановленной вентиляционной системы (при отсутствии соответствующей автоматики защиты). Бывают также случаи уменьшения расхода тепла во второй смене, если часть цехов работает только в первой смене при двухсменной работе предприятия в целом.


Расход тепла на кондиционирование воздуха в течение суток бывает неравномерным, если система работает только несколько часов в сутки. Таков режим работы залов заседаний, театров, заводов и фабрик, работающих в одну смену. В таких случаях кондиционеры просто отключаются. Нередко на предприятиях, работающих в две смены по технологии, обязательно требующей высокой стабильности заданных параметров воздуха, кондиционеры работают непрерывно круглые сутки. Так поступают в связи с тем, что доведение работы .системы кондиционирования до устойчивого поддержания определенных параметров воздуха внутри помещений требует довольно много времени.

Наибольшие тепловые нагрузки отдельных потребителей тепла могут совпадать по времени или смещаться относительно друг друга. Совпадение тепловых нагрузок отдельных потребителей может быть сглажено организационными мероприятиями (время начала и конца работы отдельных смен, обеденные перерывы и т. п.). Сглаживание пиков нагрузок осуществляется наиболее эффективно применением устройств аккумулирования тепла. Круглосуточная организация труда (рис. 2-9) кроме равномерного расходования тепла положительно влияет также на работу других важных энергетических и хозяйственных служб, уменьшая максимально-часовой расход электроэнергии, воды, сжатого воздуха, снижая нагрузку и простои основного и вспомогательного оборудования предприятия.


Возможность уменьшения максимально-часового расхода тепла применением метода аккумулирования тепла может быть проиллюстрирована примером аккумулирования тепла, осуществленном на отделочной фабрике текстильного комбината, работающей в две смены. Расход тепла горячей воды фабрикой на технологические нужды составляет 53,6 ГДж/ч (12,8 Гкал/ч). На территории фабрики установлены четыре надземных металлических бака-аккумулятора вместимостью по 700 м3 каждый для хранения горячей воды технологического назначения при температуре 65°С. Сбор горячей воды происходит в ночное время, когда на комбинате выключается система вентиляции, а на расположенном поблизости от комбината жилом массиве уменьшается потребление тепла на нужды горячего водоснабжения. Таким образом, за счет установки баков-аккумуляторов достигается экономия мощности источника тепла (Рижской ТЭЦ-1) и соответствующих тепловых сетей на 53,6 ГДж/ч, или на 3,2 Неодновременно с этим достигается некоторое выравнивание часового расхода и аккумулирование питьевой воды в течение суток в системе Рижского городского водопровода.

Существуют потребители с расходом тепла, изменяющимся в зависимости от температуры наружного воздуха. К ним в первую очередь относятся отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Эти системы работают по принципу: чем холоднее погода, тем больше расход тепла, при условии, что вентиляция и кондиционирование воздуха работают без рециркуляции воздуха помещений или с неизменяющейся рециркуляцией, независимо от температуры наружного воздуха (рис. 2-10). Изображенный график расхода тепла на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха составлен только в зависимости от температуры наружного воздуха. Графиком расхода тепла не учитывается влияние ветра и солнца на теплопотери зданий и влияние изменений абсолютной влажности воздуха на вентиляцию и кондиционирование воздуха. Влияние этих неучтенных факторов не превышает 10—20% общего расхода тепла при максимальных тепловых нагрузках, и оно возрастает при более высоких температурах наружного воздуха.


В зависимости от изменения температуры наружного воздуха изменяется также расход тепла на некоторые технологические процессы. Зимой требуется несколько больше тепла в деревообрабатывающей промышленности для размачивания смерзшейся древесины, в производстве извести, цемента, кирпича, железобетона — на подогрев инертных материалов и т. п.

В практике теплоснабжения встречаются еще другие разновидности и особенности режимов потребления тепла, но уже описанные выше убедительно доказывают, что при организации систем централизованного теплоснабжения необходимо саадым серьезным образом изучать и считаться с особенностями разнообразных режимов.

Шираке 3. Э. Теплоснабжение: пер. с латыш. — М.: Энергия, 1979.

Экспертиза

на главную