Реферат за темою випускної роботи
Літературний огляд за темою випускної роботи
Зміст
Введення
Потенціал паливо заощадження в житлово-комунальному господарстві (ЖКГ) оцінюється в 50-60%, що дає надію на зменшення втрат палива в 2-2,5 рази. Значні втрати палива обумовлено в першу чергу великою енергоємністю процесів нагрівання води для потреб опалення та гарячого водопостачання. Причиною значних витрат палива є відсутність належного регулювання.
Впровадження системи регулювання споживання теплової енергії це один із шляхів економії теплоти в системах теплопостачання. При встановленні оптимального режиму роботи економія теплоти може становити 20% і більше річного споживання на опалення без порушення теплового режиму в будівлях. Ще більший ефект від автоматизації досягається тоді, коли вона здійснюється не тільки в новому будівництві, яке у великих містах навіть в обсязі п'ятирічки не перевищує 15% всього житлового фонду, але і при реконструкції існуючих будівель.
Найбільша економія теплоти при додатковому регулюванні у споживачів досягається в осінній і весняний періоди в діапазоні так званого «зламу» температурного графіка, коли температура мережної води підтримується на рівні 70°С для задоволення навантаження гарячого водопостачання, в той час як для систем опалення така температура в цей період перевищує необхідну. Для додаткового регулювання відпуску теплоти на опалення в ЦТП розроблений і випробуваний в експлуатаційних умовах ряд систем автоматичного регулювання. Організація групового автоматичного регулювання відпуску теплової енергії на опалення найбільш ефективна, оскільки при цьому зводяться до мінімуму витрати на систему регулювання та її експлуатацію.
Додаткове регулювання витрат теплоти на опалення в ІТП зводиться до зміни витрати мережної води, що надходить в опалювальну систему через сопло елеватора. Якщо змінювати цi витрати дроселюванням мережної води перед соплом, то коефіцієнт змішування в елеваторі змінюватися не буде, при цьому зменшення витрат мережної води призведе до пропорційного зменшення витрати води в місцевій системі опалення. Між тим відомо, що зниження витрати води в місцевій системі опалення нижче 75-80% розрахункової величини, що призводить до неприпустимого гідравлічного разрегулювання системи, тому необхідно, щоб при зниженні витрати мережної води через сопло елеватора його коефіцієнт інжекції збільшувався. У цьому випадку витрата змішаної води в місцевій системі буде зменшуватися повільніше, ніж витрата мережної води, і регулювання стане можливим на більшому діапазоні зміни витрати мережної води.
1. Мета та постановка задачі
Метою дослідження є, економія тепла в системах ЖКГ.
Широке застосування в нашій країні отримало приєднання систем опалення будівель до теплової мережі через водоструйнi елеватори. Водоводяні елеватори застосовуються в системах опалення для пониження температури води в зовнішньому подаючому трубопроводі до температури, допустимої в системі опалення, tг, і часткової передачі тиску, створюваного центральним насосом на тепловій станції, в місцеву систему опалення для створення циркуляції води. Таким чином, водоструйний елеватор в системі опалення виконує одночасно дві функції, замінюючи змішувальний і циркуляційний насоси. Використання елеватора призводить до стабілізації витрати води в системі опалення, що необхідно для забезпечення її нормального гідравлічного режиму.Водоструйний елеватор встановлюється в індивідуальному тепловому пункті будинку. Принципова схема індивідуального теплового пункту системи опалення з водоводяным елеватором наведена на малюнку 1. Одним з недоліків водоструминного елеватора є його низький коефіцієнт корисної дії (ККД). Статичний ККД стандартного елеватора практично не перевищує 10%. Отже, циркуляційний тиск на вводі теплопроводів зовнішніх теплових мереж в будівля повинна не менш ніж у 10 разів перевищувати втрати тиску в системі опалення ΔPc. Ця умова встановлює верхню межу втрати тиску при використанні елеваторної змішувальної установки величиноюΔPc = 1,2·104 Па. Іншим недоліком водоструминного елеватора є постiйнiсть коефіцієнта змішування, що виключає місцеве якісне регулювання тепловіддачі опалювальних приладів. Гаряча вода з теплової мережі G1, кг/с, (у зимовий період з температурою Т1 = 130…150°С) надходить в насадку. Зворотна вода із системи опалення G0 , кг/с, з температурою t0 = 70°С змішується в елеваторі з гарячою водою до температури tг = 95°С і в кількості Gг, кг/с, надходить в подаючу магістраль системи опалення. Частина зворотної води в кількості (Gг – G0), кг/с, з температурою t0 = 70°С видаляється в теплову мережу. Отже, елеватор працює на замкнуте кільце системи опалення.
Малюнок 1 – Елеваторне введення: 1 – засувка; 2 – термометр; 3 – манометр; 4 - регулятор витрати; 5 – зворотнiй клапан; 6 – грязьовик; 7 – тепломер; 8 – регулятор тиску; 9 – водоструйний елеватор; 10 –відгалуження для систем припливної вентиляції та кондиціонування повітря; 11 – регулятор температури;
Схема тисків при сталій роботі елеватора наведена на малюнку 2. Сталість гідродинамічного тиску на початку змішувальної камери елеватора підвищує тиску при раптовому розширенні потоку.
Малюнок 2. Схема тисків в водоструйном елеваторі для водоводяного опалення.
Якщо гідравлічний опір опалювальної системи знижується, витрата води V0 збільшується. Відношення двох потоків води в елеваторі називається коефіцієнтом змішування (підмішування), який дорівнює ≈ 1,4. У розрахунках, температура мережної води перед елеватором приймалась рівною 70°С, температура води на виході з системи опалення 40°С. Насправді температура води на виході з системи опалення при зміні витрати мережної води буде змінюватися в діапазоні від 50 до 30°C, але ця зміна не буде практично впливати на гідравлічні характеристики елеватора з-за слабкої залежності питомого об'єму води від температури. В цих умовах має здійснюватися місцеве кількісне регулювання витрати тепла на опалення, тобто повиненна змінюватися витрата мережної води, що надходить до системи опалення. При цьому важливою умовою є збереження незмінної витрати води, що циркулює в системі опалення, щоб уникнути гідравлічного разрегулювання останньої.
2. Рішення поставленої задачі
Ця задача вирішується елеватором з регульованим перетином сопла. При зменшенні перерізу сопла в результаті вдвигания в нього регулюючої голки зменшується витрата мережевий води на систему опалення. Одночасно в результаті збільшення основного геометричного параметра елеватора – відношення перерізів камери змішування і сопла – збільшується коефіцієнт інжекції. Це призводить до того, що витрата змішаної води, що циркулює в системі опалення, зменшується в меншій мірі, ніж витрати мережної води. У елеватора з незмінним перетином сопла (без регулюючого пристрою) коефіцієнт швидкості робочого сопла φ1, що враховує гідравлічні втрати елеватора з регульованим перетином сопла цей коефіцієнт змінюється в залежності від положення регулює голки, а отже, і від розмірів кільцевого перерізу, яка утворена внутрішньою поверхнею сопла зовнішньою поверхнею голки. Регулююча голка не тільки зменшує перетин сопла але і приводить до зниження коефіцієнта швидкості вузла сопло-голка, при повністю відкритому соплі (відносний переріз fc =100%) φ1=0,95, при зменшенні перерізу до fc =50% φ1 знижується до 0,8, а при fc =25% φ1=0,74. Зниження φ1 надає значний вплив на ефективність роботи елеватора, тобто на його коефіцієнт інжекції. Великий вплив на показники регулювання елеватора із змінним перетином сопла надає робота вузла «сопло-голка»: чим менше знижується коефіцієнт φ1 при зменшенні перерізу сопла, тим менше знижується витрата води в системі опалення. В сучасних системах теплопостачання здійснюється центральне якісне регулювання відпустки тепла, яке зводиться до зміни температури мережної води в залежності від температури зовнішнього повітря за певним законом, званому температурного графіка теплової мережі. Цей графік зазвичай будується таким чином, щоб задовольнити основне теплове навантаження опалення, характеризується рівним добовим графіком і різкої вираженою сезонною нерівномірністю. Розвиток гарячого водопостачання, має рівний сезонний графік і виражену добову нерівномірність, призвело до змін опалювального температурного графіка.
Оскільки в систему гарячого водопостачання потрібно подавати воду з постійною температурою приблизно 60°С, температура води в прямому трубопроводі теплової мережі не може опуститися нижче 70°С, хоча для систем опалення при температурах зовнішнього повітря вище +2°С (для кліматичних умов Донецька) потрібна вода більш низької температури. При відсутності місцевого регулювання відпустки тепла в системи опалення це призводить до перегріву приміщень і перевитрати тепла на опалення в діапазоні «зрізання» який досягає 2-3% річних витрат тепла на опалення. Прагнення скоротити витрата мережевий води на абонентський ввід, який значно зріс появою навантаження гарячого водопостачання, і здешевити при цьому найбільш дорогу частину системи теплопостачання – теплові мережі – призвело до появи замість паралельних схем включення підігрівачів гарячого водопостачання двоступеневих змішаних схем, в яких використовується тепло мережної води після системи опалення для попереднього підігріву водопровідної води у першій щаблі підігрівача, і двоступеневих послідовних, в яких для зниження витрати мережної води в період максимальних навантажень гарячого водопостачання використовується акумулююча здатність будівель. В реальних умовах є абоненти без навантаження гарячого водопостачання та з навантаженням, приєднаної по паралельній, змішаної і послідовної схем. При такому розмаїтті структур теплового навантаження і схем її приєднання єдиний графік центрального якісного регулювання не миє забезпечити постійної розрахункової температури внутрішнього повітря в опалювальних приміщеннях при незмінній витраті мережної води протягом опалювального сезону.
Висновки
Таким чином, для всіх абонентських вводів центральне якісне регулювання, здійснюване в джерелі теплопостачання має доповнюватися місцевим кількісним регулюванням відпуску тепла на опалення шляхом зміни витрати мережної води на абонентських вводах. Одночасно, щоб уникнути поверховій разрегулювання місцевих систем опалення необхідно зберігати незмінний витрата води в системі опалення.
Список джерел
Зінгер Н.М., Белевич А. І. Дослідження гідравлічних характеристик струминного насоса (елеватора) з перемінним перетином сопла.
Грудзінський М. М., Лівчак в. І. Ефективність групового автоматичного регулювання витрат теплоти на опалення з корекцією по температурі внутрішнього повітря.
Зінгер Н.М. Белевич А. В. Оптимізація конструкції сопла і голки водоструминного насоса (елеватора) з регульованим перетином сопла.
Зінгер Н.М. Миронов Ст. Д., Бурд А. Л., Жидков А. А. Система контролю і автоматичного регулювання відпуску тепла на опалення.
Енергозбереження в системах теплопостачання, вентиляції і кондиціонування повітря: Справ. посібник/ Л. Д. Богуславський, в. І. Лівчак, В. П. Тітов та ін; Під ред. К. Д. Богуславського і в. І. Ливчака.-М: Стройиздат, 1990 – 624с.