Методическое пособие 530

Установить влияние конструктивных особенностей исследуемых типов воздухораспределителей на распределение температур и скорости движения воздуха в рабочей зоне помещения.

Задание к выполнению научно-исследовательской работы

Построить графическую зависимость изменения температуры воздуха на оси струи в зависимости от расстояния от воздухораспределителя до границы распространения струи.

Вопросы для самоконтроля

1.Для отопления каких зданий целесообразно применять воздушное отопление?

2.До какой температуры допустимо нагревать воздух при воздушном отоплении?

3.Почему температура воздуха при воздушном отоплении выше, чем при вентиляции помещений?

70

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9 ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЗЛА УПРАВЛЕНИЯ, ДЕЙСТВУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

9.1. Цель работы

Изучить назначение, устройство и принцип работы автоматизированного узла управления, действующей системы отопления.

9.2. Основные теоретические сведения

Для отопления зданий различного назначения используют теплоносители разных параметров. Например, для обогрева жилых и административных зданий используют воду с параметрами 95-70 °С. Для промышленных и спортивных зданий и многих других допустимо применять воду с более высокими параметрами; более подробно допустимые параметры теплоносителя указаны в [1,2].

При централизованном теплоснабжении от ТЭЦ или районных котельных для доставки теплоты потребителям используют высокотемпературную воду с параметрами

150-70 °С.

Системы отопления зданий, в которых допустимы высокие параметры, например 150-70 °С, присоединяют к тепловым сетям непосредственно, т. е. без дополнительных устройств.

Если для отопления зданий требуются пониженные параметры теплоносителя, то температура воды, подаваемая по тепловым сетям, понижается путем подмешивания к ней воды из обратных магистралей системы отопления (непосредственная схема присоединения) или путем подачи сетевой воды в специальные теплообменники, в которых вода из системы отопления нагрета до требуемой температуры (независимая схема присоединения), в этом случае вода системы отопления не смешивается с сетевой водой.

71

Для приготовления воды соответствующих параметров в здании создаются тепловые пункты (ТП). Тепловой пункт соединяет систему отопления и тепловую сеть и является составной частью системы отопления.

При теплоснабжении от автономного источника или индивидуальных теплогенераторов тепловым пунктом системы отопления является котельная.

При централизованном теплоснабжении тепловые пункты подразделяют на:

-индивидуальные тепловые пункты (ИТП);

-тепловые пункты для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок одного здания или его части;

-центральные тепловые пункты (ЦТП) - то же для двух зданий и более.

Устройство ИТП обязательно для каждого здания, при этом ИТП выполняет только те функции, которые необходимы для систем потребления теплоты данного здания.

В тепловых пунктах размещается оборудование, арматура, приборы контроля, учета, управления и автоматизации, посредством которых осуществляется управление системой теплопотребления.

Системы отопления присоединяются к тепловым сетям в тепловых пунктах.

Если система отопления здания присоединяется к тепловым сетям, то установка в ИТП всего оборудования, предусмотренного нормами [7], не требуется. Поэтому устанавливают только часть оборудования, из которого компонуется узел управления системой отопления.

9.3. Описание лабораторной установки

Лабораторная работа выполняется на автоматизированном узле управления (АУУ) действующей системы отопления одного из корпусов ВГТУ; схема узла

72

показана на рисунке. Подробная спецификация на АУУ приведена в прил. 3.

Принцип работы на АУУ следующий.

Перегретая вода с параметрами 150-70 °С (при расчетных параметрах) из тепловой сети (рисунок) проходит стальную задвижку 3, абонентский грязевик 2, магнитный фильтр 6 и теплосчетчик; теплосчетчик состоит из двух расходомеров 1а, двух термопреобразователей сопротивления 1б (погруженные датчики температуры воды) и тепловычислителя 1.

После теплосчетчика сетевая вода проходит регулирующий клапан с электропроводом 8, который служит для регулирования расхода сетевой воды.

Температура воды, подаваемая в систему отопления, должна соответствовать текущей температуре наружного воздуха согласно графику качественного регулирования.

Поэтому предусматривается и подача воды из обратного трубопровода (из точки А) по трубопроводу 36, на котором установлен обратный клапан 20.

В результате смешения двух потоков вода приобретает требуемую температуру для системы отопления.

Циркуляция воды в системе отопления осуществляется циркуляционным насосом 18 (устанавливается два насоса, один рабочий - другой резервный). Обратный клапан 19 предотвращает опорожнение системы отопления при остановке насоса 18, а стальная задвижка 5 служит для отключения системы отопления от узла управления. Трубопроводы 35 используют для опорожнения системы отопления. Грязевики 2 и фильтры 6 и 7 служат для очистки воды. Стальные задвижки 3 предназначены для отключения системы отопления от тепловой сети. Термометры 14 и 15, манометры 12 и 13 используют для контроля за работой узла управления.

Если температура теплоносителя (воды) не соответствует требуемому значению, например, она стала выше, чем требуется, то датчик температуры наружного

73

воздуха 22 подает сигнал в универсальный электронный регулятор температуры 21 (ECL). Одновременно в ECL поступает сигнал от датчика 27 (датчик температуры воды, поступающей в систему отопления). После этого электронный блок ECL подает команду регулятору расхода 8, который уменьшает расход сетевой воды, а расход воды из обратного трубопровода (из точки А) увеличивается; таким образом, производительность насоса 18 и, следовательно, расход воды в системе остаются постоянными.

И, наоборот, если температура воды, подаваемая в систему отопления, стала ниже, чем требуется, то расход сетевой воды увеличивается, а расход подмешиваемой уменьшается. Отборное устройство 10 и 11 предназначено для установки пружинного манометра (например, по показаниям двух манометров 10, установленных до и после фильтра 7, можно определить сопротивление фильтра).

Погружные датчики температуры 1б и 27', которые установлены на обратном трубопроводе, служат для контроля за работой системы отопления.

74

9.4. Порядок проведения работы

Измеряют температуру наружного воздуха tн, °С, жидкостным термометром. Изучают конструктивные особенности АУУ непосредственно в помещении ИТП.

По температурному графику (прил. 2) определяют расчетную температуру воды в подающем Тг, °С, и обратном

трубопроводах Tф, °С.

По прил. 2 определяют расчетную температуру воды tг, °С, выходящей из системы отопления; по показаниям

термометров определяют фактические температуры tфг и tф. Полученные результаты записывают в табл. 9.1.

По показаниям манометров определяют давление на вводе (Рп, МПа, и Р0, МПа), давление перед клапаном 8, МПа, давление перед всасывающим патрубком циркуляционного насоса, МПа, гидравлическое сопротивление системы отопления.

По показаниям тепловычислителя 1 (рис. 9.1) определяют расход сетевой воды G, т/ч, тепловую мощность системы отопления Q, Вт, параметры сетевой воды Тр, °С, и Т0, °С, давление в подающем Рп и обратном трубопроводах тепловой сети.

Полученные результаты записываются в табл. 9.2. Анализируют полученные результаты.

Таблица 9.1 Протокол измерений температур теплоносителя и воздуха

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО УДЛИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

10.1. Цель работы

Определить тепловое линейное удлинение различных видов трубопроводов и подобрать компенсаторы, рассчитать длину компенсационных плеч.

10.2. Основные теоретические сведения

Тепловое линейное удлинение

При прокладке трубопроводов необходимо учитывать предстоящее изменение длины труб в процессе эксплуатации систем отопления. Трубопроводы под влиянием изменяющейся температуры теплоносителя удлиняются по сравнению с их монтажной длиной. Этот процесс называется линейным удлинением. Линейное расширение не учитывается при прокладке полимерных труб в бетоне, т. к. возникающие при этом усилия сжатия и расширения воспринимаются материалом (бетон). Способность труб к удлинению характеризует коэффициент теплового линейного расширения α. Температурное удлинение трубы - это приращение ее длины, обозначаемое ΔL, измеряется в метрах. Удлинение отрезка трубопровода ΔL рассчитывается по формуле

где L - изменение длины труб, м; α - коэффициент линейного расширения, мм/(м·K), L - длина трубопровода, м; t - перепад между температурой теплоносителя и температурой воздуха при монтаже (прокладке) трубопровода, K. Значения коэффициента α приведены в табл. 10.1.

78

Таблица 10.1 Значения коэффициента α для труб KAN-therm

Следовательно, при размещении трубопроводов систем отопления необходимо предусматривать компенсацию усилий, возникающих при удлинении труб (компенсациявозмещение). Компенсацию удлинения труб предусматривают путем изгиба труб или установкой специальных компенсаторов.

Компенсация линейных удлинений

Тепловое удлинение трубопроводов отрицательно влияет на их функционирование, прочность, а также на внешний вид труб систем отопления. Поэтому уже на фазе проектирования следует предусматривать варианты компенсации, которые выполняются из разного рода специальных устройств-компенсаторов, а также из изгибов трубопровода, проложенных при его трассировке и

79