Ртүрлi жылулық жүктеменi орталық реттеу

Реттеу әдiнiң таңдауы және температуралық кестенi түр жылумен жабдықтау жүйесте басым болатын жүктемеден бағынышты болады.

Негiзгi жүктеме қалалық жылумен жабдықтау жүйестердегi жылытуды болып көрiнедi. Маңызды мән жаңа тұрғын құрылыс ошағы аудандарында ыстық сумен жабдықтаудың жүктемесiн төселедi. Өнеркәсiптiк аудандарда, әсiресе (жасанды талшық, радиоэлектроник және тағы басқалар) жаңа өнеркәсiп салаларының дамуымен, үлкен меншiктi салмақ желдету системдерi жылулық жүктеменi төселедi.

Жылумен жабдықтау жүйестердегi жылулық бiр әдетте жабдықтанады және әр түрлi сипатты тұтынушылар жылу желiлерi сол - тұрғын, қоғамдық және өнеркәсiп ғимараттары.

Сурет 18. Сапалы-сандық жылыту жүктемесінiң реттеуiнің температуралық кестесі

Таза өнеркәсiптiк жылумен жабдықтау жүйелердiң сирек ерекше ұшырасады. Бұнда қосу керек, тiптi жылу желi қосылған жылыту жүйе ауаның әр түрлi есеп айырысу температурасын (тұрғын және өнеркәсiп ғимараттары) баспанаға бар ғимарат қызмет көрсетедi.

Бұрын жылумен жабдықтаудың ғана орталық реттеу системi қолдану сапалы мүмкiн қамтамасыз ететiнiн белгiле жылумен жабдықтаудың ғана орталық реттеу системi қолдану сапалы мүмкiн қамтамасыз ететiнiн белгiлеу керек барлығы және әртүрлi жылулық жүктемелердi үнемдi реттеу. Орталық реттеу, жылумен жабдықтау жүйестiң дөрекi реттеуiн орындай, жүйеде жүктеме топты азайтуға рұқсат бередi және жергiлiктi реттеу.

Дегенмен әртүрлi жылулық жүктемелер ең тиiмдi реттеу әдi жылу қолданатын қондырғыларды дара реттеудi болып көрiнедi, өйткенi ғана жылулық жүктеме ықпал ететiн фактор бәрi дара реттеуiнде ескеруге болады.

Себебi негiзгiсi жылулық жүктеме қалалардағы жылытуды болып көрiнедi, онда орталық реттеу аудан жылытқыш жүктемелерге әдетте бағдарлайды әлде немесе жылытудың сәйкес жүктемесiне және ыстық сумен жабдықтау.

Жағдай ауданның абоненттерiнiң көпшiлiгiнде қалалардағы ыстық сумен жабдықтаудың жүктемесi, орталық реттеудi жылытқыш жүктеменiң өзгерiсiн заң бойымен жүзеге асырады.

Егер қатар жылытумен ауданда абоненттердiң көпшiлiгiнде ыстық сумен жабдықтаудың қондырулары ие болса, онда орталық реттеу жылытудың сәйкес жүктемесiнiң өзгерiсiн заң бойымен жиi жүзеге асырады және ыстық сумен жабдықтау. Жиынтық жүктеменiң тәулiктiк кестесiн бiр қалыптылық жылытылатын ғимараттарды құрылыс құралымдарының есебiнен жылу жинайтын қабiлеттiлiктерi тегiстеледi әлде судың арнаулы шоғырлағыштарын қондыру жолымен тегістеледі. Орталық реттеуден тәуелсiздiң ауданды әртүрлi жылулық жүктеменiң жанында топты өткiзуi керек (немесе) және әдеттегiдей жергiлiктi реттеу, барлық түр жылулық жүктеме.

Жылумен жабдықтаудың өндірістік жүйесі аз кездеседі.Оның үстіне жылу желісіне қосылған жылыту жүйесінің өзін баспанадағы ауаның әр түрлі есептік температурасы бар ғимарат қызмет көрсетеді (тұрғын және өндірістік ғимараттар).

Одан бұрын жылумен жабдықтаудың тек орталықтандырылған реттеуішін қолдану әртүрлі жылу жүктемесінің үнемді және сапалы реттеуішін қамтамасыз ете алмайтынын есте сақтау керек. Орталықтандырылған реттеуіш жылумен жабдықтау жүйесінің өрескел реттеуішін орындап,жергіллікті және топтық реттеуіш жүйесіне жүктемені азайтуға мүмкіндік береді. Дегенмен әркелкі жылу жүктемасі реттеуішінің нәтижелі әдісі- жылутұтынушы құрылғының дара реттеуіші болып табылады, яғни тек дара реттеуіш кезінде ғана жылу жүктемесіне әсер ететін барлық факторды есепке алуға болады.

Қаладағы жылу жүктемесінің негізі жылыту болса,онда қалалық аудандағы орталықтандырылған реттеуіші әдеттегі жылыту жүктемесіне немесе сәйкестендірілген жылыту жүктемесі мен ыстық сумен жабдықтауға бағытталады.

Ол жағдайда ауданның көптеген тұтынушыларында ыстық сумен жабдықтау жүктемесі болмаған кезде,қаладағы орталықтандырылған реттегіш жылыту жүктемесінің өзгеру заңымен жүзеге асады.

Егер ауданның көп тұтынушыларында жылытумен қатар ыстық сумен жабдықтаудың құрылғылары болса,онда орталықтандырылған реттегіш сәйкестендірілген жылыту жүктемесі мен ыстық сумен жабдықтау көбінесе өзгеру заңымен жүзеге асады.Жүктеменің біркелкі емес тәуліктік графигі жылытылатын ғимараттың құрылыстық конструкциясы немесе ыстық судың арнайы аккумулятор қондырғыштары жолымен жылу жинайтын қабілеттілігі есебінен тегістеледі. Орталық реттегішке байланыссыз ауданның әркелкі жылу жүктемесі кезінде топтық немесе жергілікті реттеу өткізу керек. Бұл жағдайда жылу желісіндегі құбырға ағатын судың температурасы ыстық сумен жабдықтауда анықталатын деңгейден төмен түспеуі керек.

СНиП 2.04.01-85 сәйкес су тарату жеріндегі ыстық судың температурасы жылумен жабдықтаудың ашық жүйесінде 60 °С,ал жабық жүйесінде 50 °С төмен болмау керек. Ыстық сумен жабдықтаудың жергілікті байланыстарындағы су температурасының төмендеуін есептегенде және ыстық сумен жабдықтаудың қыздырғышындағы қыздыратын және қыздырылатын судың арасындағы температура ағыны мен ашық кезіндегі жылу желісінің құбырына ағатын судың төменгі температурасы жылумен жабдықтау жүйесі кезінде 65 °С, яғни =65 °С тең деп қабылданады. 19 суретте жылулық жүктеманің аралас реттеуіші кезіндегі желілік су температурасы мен шығынының,яғни сыртқы температураның әртүрлі диапазонында әртүрлі реттеуіш әдістерін қолдану кезіндегі графигі көрсетілген.

Жылу желісінің құлау құбырындағы температура графигі сынық сызықты болады (сурет19, б). сыртқы температурасы кезінде температура графигінің сынығына сәйкес құлау сызығында су температурасының графигі жылулық жүктеменің заңына сәйкес салынады, сыртқы температура. кезінде жылулық жүктеменің құлау сызығындағы су температурасы =const болады.

Орталықтандырылған реттеуіштің екі сипаттамалы әдісі кезіндегі су температурасы мен шығынының графигін салу әдістемесін қарастырайық: 1) жылыту жүктемесі бойынша; 2) ыстық сумен жабдықтау және сәйкестендірілген жылыту жүктемесі бойынша.

.

1 –сандық реттелу; 2 – жергілікті өткізумен реттелу

Сурет 19. Жылулық жүктеме графигі (а), жылыту жүктемесінің аралас реттеу кезіндегі желілік су температурасы (б) және шығыны (в)

Жылыту жүктемесі бойынша орталықтандырылған реттегіш. Жылыту жүктемесі бойынша орталықтандырылған реттегіш кезінде жылытылатын ғимаратта тұрақты ішкі температураны сақтау үшін - аралығындағы сыртқы температура диапазонында жылу желісінің құлау сызығындағы су температурасы (54) теңдеуді суреттейтін жылыту жүктемесінің сапалы графигіне сәйкес келу керек,ал жылытудағы желілік судың шығыны тұрақты болуы қажет.

Жылыту периодының температура диапозанында жылыту құрылғысын реттеуді сандық әдіспен сонымен бірге жергілікті өткізу негізінде жүргізуге болады.

Желілік суды жіберудің төмендеуі кезінде механикалық араластырғыш сорғының берілуі өседі, ал жылыту құрылғысындағы судың шығыны тұрақты болып қалады.

Байланыстырудың мұндай схемасы кезінде жылыту құрылғысында жылу желісінен жылыту құрылғысына түсетін судың ауыспалы шығыны кезінде сапалы реттелу жүзеге асады. Бұл жағдайда кері қайтатын су температурасы жылыту қондырғысынан кейін сапалы реттелу заңымен және (55) теңдеуімен өзгеруі мүмкін.

Сандық реттелудің қарастырылған әдісін қолданғанда жылытуға кеткен желілік су шығынының эквиваленті сыртқы температура кезінде мына формуламен анықталады.

(69)

Сыртқы температура диапазонында жылыту жүктемесін реттеу кезінде басқа әдіспен-жергілікті өткізумен жылыту қондырғысының тәуліктік сағат санының жұмысы мынадай есептеледі

(70)

Желілік судың температурасы мен шығынын аудандағы әртүрлі жылулық жүктеме кезіндегі графигін, жылутұтынушы құрылғының жылулық желісіне параллель қосқанда (жылыту, желдету, ыстық сумен жабдықтау) және сыртқы температураның - аралығындағы диапазонында жылулық жүктеме бойынша орталықтандырылған реттелуді қолданғанда, кезінде жылу желісінің құлау сызығындағы тұрақты температураны ұстап тұру үшін қарастырайық.

Жылытуға желілік судың температурасы мен шығынының графигін салу. 19 а суретте жылулық жүктеменің сыртұы температураға тәуелділігі көрсетілген. - аралығындағы температура диапазонында жылулық жүктеменің сапалы реттелуі (19, б сурет) жүзеге асады.Кері және құлау сызығындағы және температура графигі (54), (55) теңдеу бойынша салынған.Бұл диапазонында желілік су шығынының эквиваленті жылытуға мөлшері тұрақты болады. Құлау құбырындағы желілік судың температурасы кезінде тұрақты болады.

Кері құбырдағы желілік судың температурасы жылулық жүктеменің сыртқы температурасы кезіндегі реттеу әдісіне байланысты.Сандық реттеудің қарастырылған әдісінде су шығыны жылыту қондырғысында тұрақты сақталған кезде кері сызықтың температура графигі (19, б суреттегі түзу сызық) (55) теңдеу бойынша салынады.

Жылыту жүктемесін реттеу кезінде жергілікті өткізумен кері сызық температура графигі (пунктир) құлау сызығы температурасының параллельді графигінде көлденең түзу сызық түрінде қабылдануы мүмкін.Графиктің мұндай сипаттамасына жылыту құралдарының (жұмыс периодындағы жылу шығыны, түсетін желілік судың температурасы, ішкі ауа температурасы) жылу беруіне әсер ететінбарлық фактордың тұрақтылығы сәйкес келеді. 19, в суретте жылытуға желілік судың шығыны көрсетілген.

- сыртқы температураның диапазонында жылыту жүктемесінің сапалы реттелуі жүзеге асқанда cу шығынының эквиваленті тұрақты болып қалады.

кезінде жылытуға су шығыны сыртқы температураға байланысты. Сыртқы температураның жоғарылауы кезінде жылытуға су шығыны сандық реттелуде (69) сәйкес өзгереді. (19, в суреттегі түзу сызық). «Жергілікті өткізумен»реттеу кезінде желілік судың шығыны әр жылыту құрылғысы арқылы жұмысы кезінде тұрақты болады.Дегенмен бір уақытта қосылған жылыту құрылғысының саны сыртқы температураның жоғарылауы бойынша қатынасында пропорционалды түрде азаяды,сондықтан ауданды жылытуда желілік судың шығыны бір уақытта қосылған құрылғылар санына пропарционалды қысқарады (19 суретте -штрихты сызық).

Сандық реттеу кезінде желілік су шығыны жергілікті өткізумен реттеуге қарағанда қатты өзгереді, жылыту құрылғысындағы желілік су температурасының үлкен құлауымен түсіндіріледі.

Желдетуге желілік су температурасы мен шығынының графигін салу. Құлау сызығындағы температура мен жылу шығынының өзгеру сипаттамасы бойынша желдетілетін құрылғының жұмыс режимін үш диапазонға бөлуге болады (20 сурет):

.

Сурет 20. Жылу жүктемесінің графиктері,желдету жүктемесінің аралас реттелу кезіндегі желілік судың температурасы және шығыны.

I - сыртқы және температура аралығында;жылу желісінің құлау сызығындағы судың тұрақты температурасы және желдетуге жылудың өзгермелі шығыны;

II - сыртқы және температура аралығында;жылу желісінің құлау сызығындағы судың өзгермелі температурасы және желдетуге жылудың өзгермелі шығыны;

III - сыртқы және температура аралығында; жылу желісінің құлау сызығындағы судың өзгермелі температурасы және желдетуге жылудың өзгермелі шығыны.

Бірінші режим автореттеуіш көмегімен жергілікті сандық реттелумен калориферда сыртқы ауа температурасының төмендеуі бойынша су шығынының артуы жүзеге асады. Екінші режимде судың тұрақты шығыны кезінде орталықтандырылған сапалы реттелу жүзеге асады.

Үшінші режим үшін сыртқы ауа температурасының төмендеуі бойынша су мөлшерінің азаюымен жергілікті сандық реттелу жүзеге асады.Мұндай режимді жүзеге асыру үшін калорифераның орташа температурасы тұрақты болып қалу керек.Калорифер кірісіндегі су температурасының жоғарылауы бойынша су шығыны қысқару керек.

20 суретте көрсетілгендей желдетуге желілік су шығыны тек II диапазонда ғана тұрақты қалады. Диапазон I мен диапазон III те желдетуге су шығыны сыртқы ауа температурасының өзгерісімен өзгеріп отырады. Калорифердің беткі қыздырылуы желдетілген ауаны жылыту үшін желдетуді жоспарлауға сыртқы ауаның есептік температурасына сәйкес су температурасы кезінде таңдалады.Кері қайтатын судың температурасы мен режим үшін су шығыны жылу балансының жалпы теңдеуімен анықталады.

Ыстық сумен жабдықтауға желілік судың температурасы мен шығынының графигін тұрғызу.Ыстық сумен жабдықтауға жылумен жабдықтаудың жабық жүйесі үшін желілік судың температурасы мен шығынының графиктері және ыстық сумен жабдықтау мен жылыту құрылғысын қосудың параллельді схемасы 21 суретте көрсетілген.

Желідегі су шығынының өзгеру сипаттамасы бойынша жылыту периоды екі диапазонға бөлінуі мүмкін: I -желінің құлау сызығында судың тұрақты температурасына; II-судың өзгермелі температурасына. Суқыздырғыштың беткі жылытуы желілік судың сыртқы температураға сәйкесетін температурасы бойынша таңдалады.

Ыстық сумен жабдықтаудың тұрақты жүктемесі кезінде желілік су шығыны диапазон I де тұрақты болып қалады. Диапазон II де жергілікті сандық реттеу жүзеге асады. Жылулық желіде құлау құбырындағы температураның жоғарылауы кезінде суқыздырғыш құрылғы ГТП немесе МТП да орналастырылған температура реттегіш қыздырылған судың сулы қыздыру арқылы шығыны азаяды, қыздырудағы орташа температураның өсуі байқалады және біруақытта қыздырғыштың жылу беру коэффициенті азаяды. Нәтижесінде қыздырғыштың жылулық жүктемесі тұрақты сақталады,ал кері желілік су температурасы қыздырғыштан кейін төмендейді.

Көп жағдайда тұтынушыларда ыстық су аккумуляторы жоқ,сондықтан ыстық сумен жабдықтауға желілік су шығыны құлау сызығындағы температуралық режимге ғана емес ыстық сумен жабдықтау жүктемесінің тәуліктік сипаттамасына да тәуелді өзгереді.

Ыстық сумен жабдықтауды қыздыруға желілік су шығынының есептңк эквиваленті мына формуламен анықталады.

(71)

- ыстық сумен жабдықтаудың максималді жүктемесі;

- жылулық желінің құлау сызығындағы су температурасы және қыздырғыштан кейінгі ыстық сумен жабдықтаудың максималді жүктемесі мен сыртқы температура .

Жылумен жабдықтау жүйесі-жабық,ыстық сумен жабдықтаудың қыздырғышын қосу схемасы – параллелді.

Жылумен жабдықтаудың ашық жүйесінде су ыстық сумен жабдықтау үшін құлау магистралінан немесе кері магистралдан жиналады. Ыстық сумен жабдықтау үшін су шығынының эквиваленті формуламен анықталады:

егер

(72а)

болған кезде

(73б)

Желінің құлау және кері сызығынан су шығынының үлесі формуламен анықталуы мүмкін:

(74а)

(74б)

(73)-(74)тегі : b мен (1 -b) -құлау және кері сызығынан ыстық сумен жабдықтауға су шығынының үлесі;

- құлау және кері сызықтағы ыстық және суық құбыр суына сәйкес желілік судың температурасы.

Желілік сызықтан ыстық сумен жабдықтауға желілік су шығынының эквиваленті

Құлайтын (75)

Кері (76)

жоғары болған сайын су кері сызықтан көп, құлаудан аз жиналады.

болған кезде ыстық сумен жабдықтау үшін барлық су кері сызықтан алынады.

Әдетте , сондықтан диапазон I де барлық су ыстық сумен жабдықтау үшін құлау сызығынан алынады:

(77)

диапазоне II де азаюымен өседі және азаяды. Сыртқы ауаның кейбір температурасында кері сызықтағы су температурасы , яғни тең болады, бұл режимде . Сыртқы температураның диапазонында барлық су жылу желісінің кері сызығынан кетеді, яғни .

Жылу желісіндегі судың суммарлы шығыны.Жылу желісінде судың есептік шығыны жылумен жабдықтау жүйесін құрайтын жылыту жүйесі, желдету, ыстық сумен жабдықтау үшін анықталады.Бұл шығынмен жылу құбырының диаметрі, желілік сорғының өндіргіштігін, энергия шығынын,жылу желісіне капиталді шығынын және басұада экономикалық көрсеткіштерді анықтайды.

Жылумен жабдықтаудың жабық жүйесінде су шығыны құлау және кері магистралда бірдей,сондықтан жылу желісінен су таңдалмайды. Жабық жылу желісіндегі әртүрлі жұмыс режимінде желілік су шығынының эквиваленті формуламен анықталады:

(78)

- жылу желісіндегі, желдету, ыстық сумен жабдықтаудағы құлау және кері сызығына сәйкес желілік су шығынының эквиваленті.

Сурет 22. Жылумен жабдықтаудың ашық жүйесі кезінде ыстық сумен жабдықтауға су шығыны мен жылу жүктемесінің графигі.

1 -жылыту; 2 -желдету; 3 -ыстық сумен жабдықтау; 4 -ыстық сумен жабдықтау мен жылытуға шығын; 5 -ыстық сумен жабдықтау, желдету, жылытуға суммарлы шығын.

Сурет 23. Жылумен жабдықтаудың жабық жүйесінде желілік судың

суммарлы шығынының графигі.

23 суретте жылумен жабдықтаудың жабық жүйесінде желілік судың суммарлы шығынының графигі көрсетілген. Желідегі судың суммарлы шығыны (5сызығы) кейбір қисық бойынша өзгереді. Қаншалықты ыстық сумен жабдықтау жүктемесі тәуліктік графигі дұрыс емес болса, соншалықты желідегі судың максималді шығыны ыстық сумен жабдықтау жүктемесінде бақыланады.

24 суретте желідегі жылумен жабдықтаудың ашық жүйесінде су шығыны эквивалентінің графигі көрсетілген. Бұл жағдайда құлау және кері магистралда су шығынының әртүрлі мағынасы болады: максималді шығын орталықтандырылған сапалы реттеуден өткізу режиміне өту бақыланады. Құлау магистралінда су шығыны екрі сызықтың шығынынан ыстық сумен жабдықтауға баратын су шығыны мөлшерінен жоғары.

.

Сурет 24. Желідегі жылумен жабдықтаудың ашық жүйесінде су шығыны эквивалентінің графигі

Жылумен жабдықтаудың ашық жүйесіндегі құлайтын және кері сызығындағы кез келген жұмыс режимінде су шығынының эквиваленті мына формуламен анықталады:

(79)

(80)

Сыртқы температураның диапазонында дан b= 1; төмен сыртқы температурада ( ) b= 0.

Бірдей жылулық жүктеме мен судың бірдей есептік температурасы кезінде жылумен жабдықтаудың ашық жүйесінде жылу желісінің құлау сызығында су шығыны жабық жүйеге қарағанда көбірақ аз болады, ал кері сызықта судың есептік шығыны жабық жүйеге қарағанда кішкене аз болады. Жабық жүйедегі судың есептік шығыны ашық жүйемен салыстырғанда ыстық сумен жабдықтау және жылыту құрылғысын параллель қосқанда желілік судың энтальпиясы ыстық сумен жабдықтау жүктемесін қанағаттандыру үшін тұтынушылық құрылғыда толығымен қолданылмайды. Ыстық сумен жабдықтау құрылғысын қосудың екі сатылы аралас схемасы кезінде ыстық сумен жабдықтау үшін желілік су энтальпиясын қолдану жақсаруда. Дегенмен бұл ыстық сумен жабдықтау жүктемесінің максималді үлесін сыртқы температура кезіндегі жылытудан кері су жылуы есебінен қанағаттандыру мүмкіндігі аз.