Работа узла обвязка калорифера

Работа узла обвязка калорифера. Узлы регулирования (узлы обвязки регулирующих клапанов) применяются в системах автоматического регулирования теплоснабжения кондиционеров и приточных вентиляционных установок при теплоносителе воде.

Рассматриваемые схемы регулирования обеспечивают автоматическое изменение температуры теплоносителя, поступающего в воздухонагреватели, при постоянном его расходе в зависимости от температуры воздуха в обслуживаемых помещениях или в приточном канале воздуховода.

     Узел регулирования (смесительную установку) применяют и системе вентиляции для понижения температуры воды, поступающей из наружного подающего теплопровода, до температуры, допустимой в системе. Понижение температуры происходит при смешении высокотемпературной воды с обратной водой. Смесительную установку используют также для местного качественного регулирования теплового потока воздухонагревателей системы, дополняющего центральное регулирование на источнике теплоты. При местном регулировании в обогреваемых помещениях поддерживаются оптимальные тепловые условия. Кроме того, исключается перегревание помещений, особенно в осенний и весенний периоды отопительного периода. При этом сокращается расход тепловой энергии.

Узел регулирования (смесительное устройство) размещается непосредственно у воздухонагревателя;

Данные узлы регулирования воздухонагревателей (рис. 1) при централизованном источнике теплоснабжения обеспечивают качественное регулирование теплопроизводительности воздухонагревателя при сохранении постоянного расхода теплоносителя во вторичном контуре (воздухонагревателя) и переменном расходе теплоносителя в первичном контуре (тепловой сети);

Принцип работы узла регулирования.

 

Краткое описание отдельных элементов.

Запорная арматура, 2 правых клапана предназначены для отключения узла регулирования от тепловой сети вместе с калорифером, для проведения профилактических и ремонтных работ. 2 правых клапана предназначены для отключения только калорифера для проведения профилактических и ремонтных работ.

Балансировочный клапан.

Балансировочный клапан, установленный на первичном контуре – служит для увязки узла регулирования со всеми узлами, установленными в сети теплоснабжения.

 

                Балансировочный клапан, установленный на вторичном контуре служит для отладки расхода во вторичном контуре при пуско-наладке.

Балансировочный клапан, установленный на перемычке ограничивает проход горячей воды в обратный трубопровод. Расход воды через перемычку при отсутствии протока воды через калорифер составляет от 1 до 5% от номинального расхода через калорифер. Точное количество воды, проходящей через перемычку зависит от расчётных тепловых потерь трубопроводов и от напорных характеристик ИТП

Обратный клапан. Обратные клапаны служат для защиты узла регулирования от перераспределения потоков в результате аварии, либо в нештатных ситуациях.

Трёхходовой клапан – осуществляет регулирование температуры воды в подающем трубопроводе за счёт пропуска и перекрытия потока из калорифера в обратный сетевой трубопровод.

Циркуляционный насос – осуществляет циркуляцию воды во вторичном циркуляционном контуре.

Термоманометр – служит для контроля параметров теплоносителя и работы узла регулирования.

 

Режимы работы:

Режим работы узла регулирования, при котором температура воды в подающем трубопроводе соответствует расчётной теплопроизводительности калорифера.

На приведённой ниже схеме указанны основные элементы схемы, а также температуры и расходы по всем направлениям.

 

          При данном режиме вода с температурой 150 градусов поступает в узел смешения с расчётным расходом. Во второй перемычке к горячей воде подмешивается вода,  идущая после калорифера в такой пропорции, при которой их смесь будет иметь температуру 130 градусов. Далее вода проходит через калорифер и охлаждается до 70 градусов. После, часть охлаждённой воды уходит через перемычку на рециркуляцию во вторичный контур, часть воды уходит в обратный трубопровод.  При данном режиме работы проток воды через первую перемычку практически равен 0 за счёт высокого суммарного сопротивления балансировочного клапана и трёхходового клапана.

№           Параметр             Расчёт   Значение

                Расход воды в подающем трубопроводе тепловой сети.     Расход воды определяется исходя из обеспечения требуемой мощности с соответствующими параметрами теплоносителя (150/70).

 

Где  - расчётная тепловая мощность калорифера, кВт.

 - теплоёмкость воды.

 - температура воды в подающем и обратном трубопроводе.           1,564 кг/с

2             Расход воды во вторичном контуре.           Расход воды определяется исходя из обеспечения требуемой мощности с соответствующими параметрами теплоносителя (130/70).

 

Где  - расчётная тепловая мощность калорифера, кВт.

 - теплоёмкость воды.

 - температура воды в подающем и обратном трубопроводе.           2,09 кг/с

3             Расход воды через перемычку второго контура.    Расход воды определяется двумя путями.

Балансовый метод – определение расхода исходя из необходимого количества подмешивания холодной воды, для получения смеси с температурой 130 градусов.

 

Определение расхода, исходя из равенства расходов воды поступающей в циркуляционный контур и циркулирующей.

 

 

                0,526 кг/с

4             Расход через перемычку первичного контура        Расход через перемычку при данном режиме отсутствует.                0,0 кг/с

5             Расход воды в обратном трубопроводе тепловой сети.       Равен расходу в подающем трубопроводе тепловой сети.                1,564 кг/с

 

Режим работы узла регулирования, при котором температура воды в подающем трубопроводе выше температуры воды, соответствующе текущей температурной нагрузке. (Данный режим возможен в расчётный период, при больших выделениях тепла в обслуживаемом помещении)

 В примере принято, что калорифер будет работать с меньшей моностью – 300 кВт.

 

На приведённой ниже схеме указанны основные элементы схемы, а также температуры и расходы по всем направлениям.

При данном режиме трёхходовой призакрывает поток в направлении движения воды от калорифера в обратный трубопровод. В свою очередь за счёт этого изменяется соотношение циркулирующей и горячей воды, за счёт чего изменяется температура воды перед калорифером. Процесс закрытия клапана идёт до момента, когда температура воды перед калорифером будет соответствовать текущему энергопотреблению. Перемычка первичного контура в данном случае работает с минимальным расходом. Так как сопротивление балансировочного клапана и трёхходового в данном направлении велико, то расход через перемычку как правило не превышает 0,1%.

Ниже приведён пример расчёта для промежуточного энергопотребления 300 кВт.

№           Параметр             Расчёт   Значение

11           Расход воды в подающем трубопроводе. Расход воды определяется исходя из обеспечения требуемой мощности с соответствующими параметрами теплоносителя (150/70).

 

Где  - расчётная тепловая мощность калорифера, кВт.

 - теплоёмкость воды.

 - температура воды в подающем и обратном трубопроводе.           0,895 кг/с

2             Расход воды и температура во вторичном контуре.              В данном узле регулирования расход во вторичном контуре при различных режимах остаётся постоянным.

Температура во вторичном контуре определяется исходя из обеспечения заданной мощности при данном расходе.

 

2,09 кг/с

3             Расход воды через перемычку второго контура.    Расход воды определяется двумя путями.

Балансовый метод – определение расхода исходя из необходимого количества подмешивания холодной воды, для получения смеси с температурой 130 градусов.

 

Определение расхода, исходя из равенства расходов воды поступающей в циркуляционный контур и циркулирующей.

 

0,526 кг/с

4             Расход через перемычку первичного контура        Расход воды за счёт большого совместного сопротивления балансировочного клапана и трёхходового равен 0,0001 кг/час      0,0001 кг/с

5             Расход воды в обратном трубопроводе     Равен расходу в прямом трубопроводе.

Температура во вторичном контуре определяется исходя из обеспечения заданной мощности при данном расходе.

                1,564 кг/с

 

Режим работы узла регулирования, в переходный период.

При температуре наружного воздуха 8°С и расчётной внутренней температуре 18 градусов, расчётной наружной температуре -35 параметры сетевой воды будут 68/48 согласно графику регулирования.

 

         Режим полного прогрева калорифера и перехода его в фазу «остывания» Данный режим не продолжителен по времени. Этот режим возможен в переходный период. Узел регулирования полностью закрывается в направлении движения теплоносителя от калорифера в обратный трубопровод сетевой воды. За счёт этого в точке смешения не происходит подмешивания горячей воды во вторичный контур.

В первичном контуре происходит циркуляция горячей воды через перемычку в размере около 1-6% от номинального расхода. При этом вода в подающем трубопроводе при данном расходе постепенно охлаждается за счёт окружающего воздуха. (при условии прокладки 30 м стального трубопровода без изоляции в помещении с температурой внутреннего воздуха 20°С падение температуры в прямом трубопроводе не превышает 7-10°С ). Таким образом, при следующем переходе в режим регулирования, к калориферу поступает вода с практически расчётными параметрами.

 

Режим работы узла регулирования в режиме защиты от заморозки.

 

При выводе на щит автоматики сигнала об угрозе замораживания калорифера в узле регулирования происходит следующее:

Принудительно включается насос (если по каким либо причинам он был отключён)

Трёхходовой клапан полностью открывается в направлении от калорифера к обратному трубопроводу.

После выполнения данных операций устанавливается расчётный режим. При этом, температура воды во вторичном контуре повышается до оптимальной.