Тема 7.3. Автоматизация узлов горячего водоснабжения

Основная задача автоматического регулирования систем горячего водоснабжения — поддержание посто­янной заданной температуры воды в местах ее разбора. В идеальном случае это можно осуществить с помощью индивидуальных регуляторов температуры в каждом месте разбора горячей воды. Однако такое решение су­щественно усложнит эксплуатацию систем горячего водоснабжения и будет малоэффективным. В связи с этим индивидуальные регуляторы в местах разбора го­рячей воды устанавливают лишь в особых случаях.

Как правило, автоматически поддерживают постоян­ную температуру воды (60°С) на узлах горячего водо­снабжения ЦТП. Постоянство температуры воды в местах разбора не гарантируется из-за остывания воды в разводящих трубопроводах. Указанный недостаток в значительной мере устраняется применением циркуля­ционных линий с насосами.

Для обеспечения качественного снабжения потреби­телей горячей водой необходима непрерывная работа циркуляционного насоса. Если работа насосов в ночное время не предполагается, то предусматривается их автоматическое выключение. При установке аккумуля­торов для выравнивания графика отпуска теплоты на горячее водоснабжение предусматривается автомати­ческое управление зарядкой и разрядкой этих аккуму­ляторов. Выбор схемы автоматического регулирования температуры воды на горячее водоснабжение определя­ется принятой системой теплоснабжения (закрытая или открытая).

При закрытой системе теплоснабжения, когда на вводах горячего водоснабжения устанавливают водо­водяные подогреватели, широко применяется схема регулирования температуры нагреваемой воды путем изменения количества сетевой воды (рис. 13.8, а, б, в) или путем разделения потока сетевой воды трехходовым регулирующим клапаном на два: поступающий поток направляется в подогреватель, а перепускаемый — по обводной линии (рис. 13.8, г).

При таком способе регулирования обеспечивается примерно постоянный расход сетевой воды, что исклю­чает полностью или частично гидравлическую разрегу­лировку тепловой сети. Однако постоянство расхода сетевой воды приводит к завышению температуры воды в обратном трубопроводе тепловой сети в период малых нагрузок горячего водоснабжения. При теплоснабжении от ТЭЦ это нежелательно, так как на ТЭЦ снижается выработка электроэнергии на тепловом потреблении

При открытой системе теплоснабжения на узлах го­рячего водоснабжения отсутствуют водоводяные подо­греватели; горячая вода к потребителю поступает не­посредственно из тепловой сети. Температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения, регулируется смешением потоков воды из подающего и обратного трубопроводов тепловой сети.

Рис. 13 8. Схемы автоматического регу­лирования температуры воды горячего водоснабжения при закрытой системе теплоснабжения

а — параллельная, б — смешанная двухступенчатая, в — двухступенчатая последовательная, г — схема с трехходовым регулирующим клапаном, ТС — регулятор температуры РР — регулятор расхода

Рис. 13 9, Схемы автоматического регулирования температуры воды горячего водоснабжения при открытой системе теплоснабжения с двухходовым (а) и с трехходовым регулирующим клапаном (б)

Широкое распространение получили схемы с уста­новкой регулирующего клапана на подающем трубо­проводе и обратного клапана на обратном трубопроводе (рис. 13.9, а) и с применением трехходового клапана смешения (рис. 13.9, б).

Режим работы систем горячего водоснабжения отли­чается значительной неравномерностью расхода воды в течение суток, причем расход сетевой воды изменяется не только в течение суток, но и в течение года. Напри­мер, в системе горячего водоснабжения с параллельной схемой включения подогревателей при увеличении тем­пературы воды в подающем трубопроводе тепловой сети с 70 до 150°С расход сетевой воды на горячее водо­снабжение уменьшается примерно в 3,5 раза. При не­посредственном водоразборе в открытых системах теплоснабжения увеличение температуры воды в подаю­щем трубопроводе приводит к некоторому снижению ее расхода.

Водоводяные подогреватели горячего водоснабжения могут быть представлены апериодическими звеньями с запаздыванием. На рис. 13.10 приведены кривые раз­гона подогревателя (конструкция теплосети Мосэнерго) при скачкообразных изменениях расходов сетевой и нагреваемой воды. Анализ кривых показывает, что τ/Т подогревателя колеблется в пределах 0,08<τ/Т<0,18.

При двухступенчатой (последовательной или сме­шанной) схеме включения подогревателей горячего водо­снабжения регулирующей ступенью является вторая по ходу движения нагреваемой воды. Так как число секций этой ступени обычно меньше, а температура на входе нагреваемой воды во вторую ступень больше, чем при одноступенчатой (параллельной) схеме включения подогревателя, то динамическая характеристика двухступенчатого подогревателя отличается от одноступен­чатого. Исследованиями установлено, что при переводе подогревателей горячего водоснабжения с одноступен­чатой на двухступенчатую схему Т и τ снижаются в 1,6—1,7 раза.