§ 4. Влияние горячего водоснабжения на режим работы систем отопления

Горячее водоснабжение жилых и общественных зданий и коммунальных предприятий является крупным потребителем тепла в системах централизованного теплоснабжения. Годовой расход тепла на горячее водоснабжение достигает 40% от общего годового отпуска тепла ТЭЦ или районной котельной. Пиковые расходы тепла на горячее водоснабжение в ряде случаев превышают расходы тепла на отопление зданий.

Существует несколько систем и способов горячего водоснабжения при централизованном теплоснабжении: закрытые системы с параллельной, последовательной и смешанной схемами включения теплообменников, открытые системы с непосредственным водоразбором из тепловых сетей.

Работа установок горячего водоснабжения приводит к определенным нарушениям параметров теплоносителя в системах отопления. В связи с этим при решении вопросов автоматического регулирования расхода тепла на отопление зданий горячее водоснабжение следует рассматривать как возмущающее воздействие на регулирующую величину (расход и температуру теплоносителя).

В результате исследований установлено, что влияние горячего водоснабжения на работу систем отопления определяется размером и режимом потребления горячей воды, а также способом его осуществления (табл. 7).

Таблица 7 Данные о влиянии горячего водоснабжения на работу систем отопления

Примечание.

л — коэффициент расхода воды из тепловой сети, представляющий собой отношение фактического расхода воды к требуемому; п — относительная величина расхода воды на горячее водоснабжение (к расчетному G

расходу воды на отопление); Р — доля отбора из подающей трубы в общем водоразборе у абонента; Si и sj — относительные величины гидравлических характеристик подающего и обратного трубопроводов; а — коэффициент расхода воды в сети по режиму количественно-качественного регулирования; 6 — отношение расходов сетевой и вторичной (водопроводной) воды в подогревателе горячего водоснабжения; т — отношение тепловой нагрузки в подогревателе второй ступени к общему рас.

ходу тепла в системе горячего водоснабжения; п — относительная величина расхода тепла на горячее водоснабжение (к расчетному

расходу тепла на отопление); ДГ — перепад температур сетевой воды в системе отопления; дг — перепад температур сетевой воды в подогревателе второй ступени.

Исследования теплового и гидравлического режимов тепловых сетей при различных схемах подключения установок горячего водоснабжения показали следующее.

Достоинство открытых тепловых сетей с точки зрения их гидравлического режима заключается в том, что при низких температурах наружного воздуха, когда системы отопления наиболее чувствительны к колебаниям расходов воды в сети, водоразбор из обратных труб усиливает циркуляцию воды в системах. Это положительно сказывается на их тепловой устойчивости. Водоразбор из подающих труб, уменьшающий расход воды в системах отопления, осуществляется только при положительных температурах наружного воздуха, при которых даже существенные нарушения режимов работы тепловых сетей оказывают малозаметное влияние на температуру воздуха в отапливаемых помещениях. При среднезимних наружных температурах отбор одновременно из обеих труб тепловой сети создает условия, практически исключающие влияние горячего водоснабжения на режим отопительных систем.

Непосредственный водоразбор удачно сочетается с количественно-качественным регулированием в тепловых сетях, при котором в переходный период отопительного сезона не требуется увеличения (против расчетного) напора воды в сети для компенсации влияния отбора из подающих труб.

Последовательное включение подогревателей горячего водоснабжения

Работа водоподогревателя первой ступени не оказывает влияния на режим отопления, а водоподогревателя второй ступени — приводит к уменьшению температуры воды в системе отопления

Недостатком открытых тепловых сетей является большое изменение давлений в сети при колебаниях величины водозабора. Это вызывает необходимость усложнения автоматических устройств в сетях и тепловых пунктах.

Наиболее тяжелые условия гидравлического режима тепловой сети создаются при закрытой схеме горячего водоснабжения с параллельным включением подогревателя. Колебания расхода воды в системе отопления в этом случае оказываются максимальными.

При последовательной двухступенчатой схеме работа установок горячего водоснабжения совершенно не влияет на гидравлический режим тепловой сети. Однако включение подогревателя второй ступени вызывает понижение температуры воды в системе отопления, и оно должно компенсироваться соответствующим повышением температур воды в сети. Кроме того, как будет показано ниже, эта схема плохо сочетается с местным автоматическим регулированием в абонентских вводах.

При смешанной двухступенчатой схеме работа подогревателя второй ступени вызывает колебания расхода воды в системе отопления. Размер нарушений гидравлического режима возрастает с понижением температур сетевой воды (по мере увеличения нагрузки второй ступени подогрева) и достигает максимума в переходный период отопительного сезона. Однако, как уже было отмечено выше, нарушения гидравлического режима тепловой сети в этот период не сказываются резко на температурах воздуха в отапливаемых помещениях.

Смешанная двухступенчатая схема, также как и непосредственный водоразбор, удачно сочетается с режимом количественно-качественного регулирования в тепловых сетях. Сложные условия гидравлического режима при этой схеме (как и при открытой схеме) возникают в часы максимального разбора горячей воды на бытовые нужды, иногда превышающего расход воды в системах отопления.

Таким образом, при всех способах горячего водоснабжения оно оказывает в тех или иных размерах влияние на тепловой и гидравлический режимы систем отопления. Устранение этого влияния может быть достигнуто централизованным путем и местным автоматическим регулированием в абонентских вводах.