Жүйелік судың шығынын анықтау

Орталықтандырылған жылу беруді реттеудегі сулық жылу жүйелеріндегі құбыр диаметрін анықтауға арналған судың есептік сағаттық шығынын жылу беру үшін, желдету және ыстық сумен қамту үшін бөлек келесі формулалар бойынша анықтап, кейін қосу керек.

Жылытуға судың есептік сағаттық шығыны:

(3.1)

Желдетуге судың есептік сағаттық шығыны:

(3.2)

мұнда: және -сәйкесінше өндіріс пен тұрғын ауданның жылыту мен желдетуге кеткен максимал жылу шығыны, кДж/с;

с – судың жылусыйымдылығы (қосымша 10), кДж/(кг.град);

- сыртқы ауаның температурасындағы сулық жылу жүйесінің беруші және кері жолындағы су температурасы,°С.

- сыртқы ауаның температурасындағы сулық жылу жүйесінің беруші және кері жолындағы су температурасы, сәйкесінше және тең деп қабылдана алады,°С.

Жылытуды жобалауға арналған қосқұбырлы су жүйелеріндегі беруші құбырдағы сыртқы сыртқы ауаның есептік температурасындағы су температурасы = 150°С деп қабылданады. Негізделсе төменірек ( 95°С дейін) немесе жоғарырақ (200°С дейін) температурадағы су қолдану рұқсат етіледі. [8]

Бір мезгілде қосқұбырлы су жүйелерінде жылу жылытуға, желдетуге және ыстық сумен қамтуға берілсе, орталықтандырылған жылу беруді сапалық реттеу қолданылу керек. Бұл кезде кері құбырдағы су температурасы жабық жылумен қамту жүйелері үшін = 70°С және ашық жүйелер үшін = 60°С деп қабылдану керек.[8]

Жылумен қамтудың ашық жүйелеріндегі ыстық сумен қамтуға кеткен судың есептік шығыны:

(3.3)

мұнда: және - жүйеге түсетін тұтынушыларды ыстық сумен қамту және суық суқұбырының су температурасы (жоғары қара),°С.

Жабық жүйедегі тұтынушылардың сужылытқыштарының қосылуының параллель схемасындағы ыстық сумен қамтуға кеткен судың есептік шығыны :

(3.4)

мұнда: t¹₁ –су температура графигінің сыну нүктесіндегі жылу жүйесінің беруші құбырындағы су температурасы, t¹₁ = 60…80 ^оС,

t²₃ - ыстық сумен қамту параллель қосылған су жылытқыштан кейінгі су температура графигінде сыну нүктесіндегісу температурасы, t²₃ = 30^оС деп қабылдау ұсынылған.

Жылу жүйесінің әрбір учаскесі үшін судың есептік шығыны есептеледі. Нәтижелері кесте 2 енгізіледі.

2 кесте 2 – Судың есептік шығындары

Участок номері	Судың есептік шығындары, кг/с.
Gо	Gв	Gгв	Gр
0 – 2 1 – 2 1 – 3

Жылумен қамтудың жабық жүйелерінде судың есептік қосынды шығыны жылу жүктемесінің әр түріне кеткен есептік су шығыны болып табылады, бұл ретте жылу жүйесіндегі су бөлектенбегендіктен беруші және кері жолдағысы бірдей

, кг/с (3.5)

мұнда: -жылытуға, желдетуге және ыстық сумен қамтуға кеткен жүйелік судың есептік шығыны, кг/с.

Ашық жүйелерде түрлі жағдайларда беруші және кері жолдағы судың есептік шығыны әр түрлі болып шығады. Дегенмен, жүйенің беруші және кері жолы, әдетте, бірдей диаметрде төселеді. Мұндай жылу жүйелеріндегі судың есептік шығыны келесі жағдайлардан таңдалу керек су шығынындағы қосынды арын беруші ( Gо + Gв + Gгв) және ( Gо + Gв) жолдағы бірдей беруші және кері жолдағы су шығынындағы қосынды арын жоғалтумен тең болуы шарт. Ашық жүйедегі жылу желісінің диаметрін таңдау шарт есептік су шығыны:

= , кг/с (3.6)

мұнда: G_ов = G_{о +} G_в – жылытуға және желдетуге кеткен желілік судың қосынды шығыны.

4 Пьезометриялық график

Пьезометриялық графикте берілген масштабта аймақ рельефы, қосылған ғимараттар биіктігі мен желідегі арын енгізіледі.

Қате шешімдерді болдырмау үшін сулық жылу жүйесінің гидравликалық есебін жасамас бұрын статикалық арындардың деңгейін және шекті мүмкін етілген максимал және минимал гидродинамикалық жүйедегі арындар жолын белгілеу керек. Оларға қарап пьезометриялық графиктің қасиеттерін таңдаймыз, онда кез-келген күтілген режимде жылумен қамту жүйесінің кез-келген нүктесінде арындар мүмкін етілген шектерден шықпауы шарт.

Жылумен қамту жүйесінің кез-келген режимінде келесі шарттар орындалу керек:

1. Нақты қысымдар жылумен қамту көзінің құрылғылары, жылу жүйесі және абоненттік құрылғылардың белгіленген мүмкін етілген шекті қысымынан аспау керек.

2. Жылумен қамту жүйесінің барлық элементтерінде сорғылар кавитациясын болдырмау және ауаның сорғылауынан жүйені қорғау үшін артық қысым (атмосфералықтан жоғары) ұсталу керек. Артық қысымның минимал мәні 0,05 МПа (5м.су.бағ.) қабылданады.

3. Жылумен қамту жүйесінің гидродинамикалық режимінде (яғни су циркуляциясы кезінде) судың қайнап кетпеуі үшін жүйенің әрбір нүктесінде қысым ұсталу керек. Жүйедегі су температурасындағы су буының қанығу қысымынан жоғары болу керек. Қанығу қысымы қосымша 10 анықталады.

Соңғы шарт гидростатикалық режимді қарастырғанда ескерілмейді, себебі су температурасы 100 ^оС-қа немесе төмен дейін төмендетуге болады станцияда желілік суды жылытуды сөндіру арқылы. Бұл кезде артық қысымды ұстау қажеті жоқ, себебі су буының 0,1 МПа қысымдағы қанығу температурасы 100 ^оС.

Пьезометриялық графикті жасау гидростатикалық режимнен басталады, яғни жылу жүйесіндегі су циркуляциясы жоқ және жүйе температурасы 100 ^оС дейінгі сумен толып тұрғанда, бұл кезде барлық тұтынушылар тәуелді схемамен қосылған. Жүйедегі толық статикалық арын деңгейі белгіленеді және толық жылумен қамту жүйесіне жалпы статикалық аймақ орнату мүмкіндігі сараланады, және ондай шешімге мүмкіндік бермейтін себептер анықталады.

Толық жылумен қамту жүйесіне жалпы статикалық аймақ орнату экспулатацияны жеңілдетеді және жылумен қамтудың сенімділігін жоғарылатады, сондықтан бұл шешім қажетті болып табылады.

Жылыту құрылғыларының жылыту жүйесіне қосылуының тәуелді схемасында толық статикалық арын жылыту құрылғыларынынң жоғарғы нүктелерінде артық 0,05МПа (5м.су.бағ) қамтамасыз ету арқылы келесідей анықталады:

(4.1)

мұнда: -ғимарат орналастырылған геодезиялық белгі, м.

L- ғимарат биіктігі, м.

Жылумен қамту жүйесінің барлық элементтері толық статикалық арында болады, алайда пьезометриялық статикалық арын жылумен қамту жүйесінің түрлі элементтерінде бірдей емес. Әрбір элемент үшін пьезометриялық статикалық арынды келесідей анықтауға болады:

, м (4.2)

мұнда: -жүйенің әр элементінің геодезиялық белгісі.

Пьезометриялық статикалық арынның деңгейімен жылумен қамту жүйесінің барлық элементтерінің механикалық беріктілік шарттары тексеріледі, мүмкін етілген мәндерді ескерумен, ол мәндер қосымша 12 келтірілген. Ең кіші мүмкін етілген арын жергілікті жылыту жүйелерінде болады, оларға статикалық режим үшін салынған график сараптамасына бағдарланады.

Егер арын 60 м.су.бағ. артық тек белгілі бір ғимараттарда ғана болса, олардың жергілікті жүйелерін жылуалмастырғыштарды қолдана отырып тәуелсіз схемамен қосу керек. Егер мұндай жоғары арын бүтін ауданда белгіленсе, жылу жүйесін бөлек аймақтарға бөледі.

Сурет 5-те жылумен қамту жүйесінің статикалық режимі үшін арындар графигінің мысалы келтірілген. Шартты түрде құбырларды төсеу белгісі, сорғыларды және жылыту құрылғыларын орнату белгісі жер белгісімен бірдей болады, ал жылумен қамту көзі 0 белгісінде орналасқан. Өндіріс кәсіпорын ғимараттары 20 м биіктікке ие және 15 м геодезиялық белгіде орналасқан. Тұрғын ңимараттар 33 м биіктікке ие және 12 м геодезиялық белгіде орналасқан. Жүйенің ең жоғарғы нүктесі тұрғын ғимараттарының жоғарғы қабаты болады. Онда жүйедегі толық статикалық арын:

Сәйкесінше тұрғын және өндірістік ғимараттардың төменгі қабаттарындағы жылумен қамту құрылғыларының пьезометриялық арындары:

Яғни жылумен қамтудың бұл жүйесіне абоненттердің жылытушы құрылғыларын тәуелді схема бойынша қосуға болады және бүтін жүйе үшін жалпы статикалық аймақ орнатылады.

Жылумен қамтудың гидродинамикалық режимінде арын графигі судың есептік шығыны мен максимал есептік температурасы кезіндегі судың құбырдағы қозғалыс жағдайынан жасалады. Жүйенің кез-келген нүктесіндегі арындар жоғарыда келтірілген беріктік шарттарын қанағаттандыруы шарт. Графикке жүйенің беруші және кері жолы үшін мүмкін етілген максимал және минимал пьезометриялық арындар деңгейлері енгізіледі.

Айтарлықтай вертикаль габариттері бар (мыс. су жылытқыш қазандық биіктігі 10- 15 м) құрылғылар үшін мүмкін етілген максимал пьезометриялық арын шамасы төменгі нүктеден есептеледі. Сонымен қоса, су жылытқыш қазандықтың бөлек трубкаларында су температурасының есептік температурадан жоғары локальді ысу мүмкіндігіне байланысты шығудағы коллектор үшін минимал мүмкін етілген пьезометриялық арын шамасы есептік температурасынан 30 ^оС жоғары температурада анықталады.

Максимал мүмкін етілген гидродинамикалық пьезометриялық арын шамасы анықталады:

- жылу жүйесі құрылғылары (құбыр, арматура) мен жылумен қамту көзінің (бу сулық жылытқыштар, су жылытқыш қазандықтар) механикалық беріктік шарты бойынша беруші жол үшін;

- абоненттердің қосылуының тәуелді схемасында жылытқыш және желдеткіш құрылғылардың механикалық беріктік шарты бойынша, тәуелсіз схемада сулық жылытқыштардың механикалық беріктік шарты бойынша кері жол үшін.

Минимал мүмкін етілген гидродинамикалық арын шамасы әдетте анықталады:

- суды қайнап кетуден қорғау шарты бойынша беруші жолға;

- жүйеде вакуумды болдырмау шарты бойынша және сорғылардың сорушы жағында кавитацияның алдын алу үшін кері жолға.

Сурет 6 жоғарыда қарастырылған жылумен қамту жүйесінің гидродинамикалық арын графигін тұрғызу көрсетілген. Беруші жолдағы судың есептік температурасы 145 ^оС деп берілген. Толық статикалық арын 50 м. Абоненттердің жылыту құрылғылары (шойын радиаторлары) тәуелді схемамен қосылған. Жылу көзінде биіктігі 10 м болат су жылытқыш қазандық пен жүйелік суды жылытқыш орнатылған.

П_б сызығы станциядығы коллектордың беруші жолынан абоненттер кірісіне дейінгі мүмкін етілген арынды көрсетеді. Ол гидравликалық жоғалтуларды ескерілген (220 м) болат су жылытқыш қазандық, құбыр немесе беруші жол арматурасының (160 м) беріктік шартымен анықталады.

П_м сызығы жүйенің беруші жолындағы минимал мүмкін етілген арынды көрсетеді. Ол судың қайнап кетпеуін қамтамасыз ету қазанның жоғарғы нүктесінде 175 ^оС (10+93 = 103 м) температурада және беруші жолда 145 ^оС (45 м) температурада шартымен анықталады.

О_б сызығы абоненттік кірулерден кіруші жылуландырулық жылытқыш коллекторына дейінгі жүйенің кері жолындағы максимал мүмкін етілген арындарды көрсетеді. Ол жылытқыш (140 м) және тәуелді схемамен қосылған жылытқыш шойын радиаторлардың (60 м) механикалық беріктілік шартынан анықталады.

О_м сызығы жүйенің кері жолындағы максимал мүмкін етілген пьезометриялық арынды көрсетеді. Ол кері жолдағы артық қысымды қамтамасыз ету мен сорғылардың сорушы жолында ауа сору мен кавитацияны болдырмау үшін артық қысымды қамтамасыз ету (5 м.су.бағ.) шартымен анықталады.

Нақты арындардың графигін тұрғызу үшін станция коллекторлары мен абоненттерде орналастырылған арындар мәндері беріледі. Қажет етілген абоненттік кіру немесе орталық жылу пунктінде орналастырылған арын мәні жылутұтынушы құрылғы аймағының сипаттамасы мен жылу жүйесіне оның қосылу схемасына тәуелді.

5 сурет – Пьезометриялық графигі

6 сурет – Жылуландыру жүйесінің гидродинамикалық графигін сызу

Қосылу байламдары абоненттік кіруде орналастырылса кесте 3 келтірілген мәндерді қабылдауға болады.

3 кесте – Абоненттерде орналасқан арындар

№№ ПП	Қосылу схемасы	, м
	Жылытушы және желдетуші құрылғыларды элеваторды қолданбай тәуелді қосу және беттік жылытқыштар көмегімен тәуелсіз қосылу.	6 - 10
	Жылытушы құрылғылардың элеватор көмегімен қосылуы.	15 – 20
	Ыстық сумен қамтушы және элеватор байламындағы су жылытқыштарын кезекпен қосу.	20 - 25

Станцияның кері коллекторындағы толық арын Н_о 5 м.вод.ст. кем болмауы керек кері жолдағы артық қысымды қамтамасыз ету шартынан. Есептеуде Н_о = 10…20 м деп қабылдау ұсынылған.

Станцияның беруші коллекторындағы толық арын шамасы:

(4.3)

мұнда: - жүйелік сорғымен дамитын арын, м.

Бұдан шамасы басынан екі шарттан берілу керек:

- шамасы П_б және П_м сызықтарымен (сурет 6) шектелген аймақтан шықпауы керек, жүйені сынауда Н_п 25 % арту мүмкіндігін ескерумен;

- шамасы шамасынан тәуелді, яғни бар сорғылардың дамытатын арындарына бағдарлану керек, сол сорғылардың өндіргіштігін ескере отырып (қосымша 41).

Онда станция коллекторларында орналасқан арын:

(4.4)

мұнда: - жүйе суы арынының станцияның жылужылытқыш құрылғыларында, пиктік қазандықта және станция коммуникацияларында (әдетте 20-25 м) жоғалтулары.

Станция коллекторларында және абоненттерде орналасқан арынды біліп жылу жүйесі құрылғыларындағы үйкелуге кеткен арын жоғалтуларын анықтауға болады.

(4.5)

Қосқұбырлы жылумен қамтудың жабық жүйесінде арынның бұл жоғалтулары беруші және кері жолдарға тең бөлінеді:

(4.6)

мұнда: және - сәйкесінше жылу жүйесінің беруші және кері жолындағы арын жоғалтулары, м.

Жабық жүйелерде сорғы, сорғы-қоспалағыш немесе дроссельдеуші подстанциялардың болуы, ашық жүйелерде аймақ рельефы өз ерекшеліктерін пьезометриялық графикке енгізеді, оларды ескеру керек.

Нақты арындар графигін салу үшін алдымен есептік магистральдегі арын төмендеу сипатын біледі. Егер профиль жағдайы, ғимарат биіктігі немесе басқа жайттардан шектеу болмаса, арынның төмендеу сызығын (пьезометриялық график) түзусызықты таңдайды.

Қосылудың тәуелді схемасында беруші жолындағы нақты толық гидродинамикалық арын сызығы статикалық арын сызығын кесіп өтпегені абзал. Бұл жағдайда жылу жүйесінің жылыту құрылғыларының қосылу байламдарында көтеруші сорғы подстанцияларын тұрғызу қажеттілігі болмайды, яғни жүйені оңтайландырады және жұмыс сенімділігін арттырады. Кері жолдағы нақты толық гидродинамикалық арын сызығы, әдетте, статикалық арын сызығын кесіп өтеді.

Нақты гидродинамикалық арын сызығы графикке енгізіледі (сурет 6).

П сызығы жылу жүйесінің беруші жолындағы нақты арынды көрсетеді, ол

П_б және П_м сызықтарымен шектелген арын аймағының сыртына шықпайды.

0 сызығы керіі жолындағы нақты арынды көрсетеді, ол О_б және О_мсызықтарымен шектелген арын аймағынан шықпайды.