Гидравлические особенности
Традиционным подходом при подключении подавляющего большинства систем отопления зданий к сети централизованного теплоснабжения считалось применение нерегулируемого гидроэлеватора. Основные его достоинства: дешевизна, простота, надежность. Он эжектирует охлажденную воду из обратного трубопровода системы отопления и смешивает ее с высокотемпературной сетевой водой, сохраняя незначительную часть напора сетевого насоса на тепловой станции, чем обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе отопления. Однако при всех достоинствах гидроэлеватор несовместим с современной системой отопления.
Недостатком гидроэлеватора является очень малая доля создаваемого располагаемого перепада давления для системы отопления – примерно 10 %, что относит гидроэлеватор к низкоэффективным устройствам побуждения движения теплоносителя [45]. Для того, чтобы гидроэлеватор работал необходимо обеспечить перед ним перепад давления не менее 150 кПа, а создаваемое им циркуляционное давление составляет не более 16 кПа. Это означает, что в теплосети необходимо поддерживать высокий перепад давления, затрачивая в 10 раз больше энергии от требуемой, что увеличивает возникновение аварий в подающих трубопроводах [10] и создает вероятность образования кавитации на регулирующих клапанах.
Следующий недостаток нерегулируемого гидроэлеватора – его работа при постоянном коэффициенте смешивания. При этом исключается возможность местного количественного регулирования системы отопления автоматическими терморегуляторами у отопительных приборов. Безусловно, что для двухтрубных систем отопления с переменным гидравлическим режимом такие гидроэлеваторы непригодны [7]. Для однотрубных систем отопления с квазипостоянным гидравлическим режимом такие гидроэлеваторы также непригодны. В них, хоть и значительно меньшие, чем в двухтрубных системах, но происходят колебания расхода теплоносителя, создаваемые работой терморегуляторов [18].
Устранять эти колебания следует автоматическими ограничителями расхода (регуляторами расхода) в соответствии с [9], устанавливаемыми на стояках вертикальных систем либо приборных ветках горизонтальных систем отопления. Эти регуляторы требуют потерь давления на себе для обеспечения работоспособности мембраны около 15...20 кПа, не оставляя располагаемого давления (из развиваемых гидроэлеватором 16 кПа) на преодоление сопротивления в остальных элементах циркуляционного кольца.
Нерегулируемый гидроэлеватор при колебании расхода в системе отопления создает диаметрально противоположный энергосбережению эффект: в то время, когда закрываются терморегуляторы и уменьшается расход теплоносителя, начинает возрастать температура теплоносителя на выходе из него [20]. При этом возрастает температура теплоносителя в трубопроводах системы отопления и в обратном трубопроводе теплосети, увеличивая теплопотери в трубопроводах и ухудшая работу ТЭЦ или районной котельной. Кроме того, работа нерегулируемого гидроэлеватора несовместима с регулятором теплового потока, который следует устанавливать на абонентском вводе тепловой сети [9].
Некоторые вышерассмотренные недостатки устранены в автоматически регулируемом гидроэлеваторе. Он способен обеспечивать качественно-количественное регулирование теплоносителя в системе с постоянным гидравлическим режимом по заданному температурному графику отпуска теплоты на отопление здания. Однако при квазистационарном режиме, характерном для однотрубных систем отопления с терморегуляторами на отопительных приборах, при закрывании терморегуляторов у этого гидроэлеватора также наблюдается нестабильное регулирование, вызванное возрастанием сопротивления системы из-за несбалансированности обводных либо замыкающих участков узлов обвязки отопительных приборов [43].
Недостатком гидроэлеватора является очень малая доля создаваемого располагаемого перепада давления для системы отопления – примерно 10 %, что относит гидроэлеватор к низкоэффективным устройствам побуждения движения теплоносителя [45]. Для того, чтобы гидроэлеватор работал необходимо обеспечить перед ним перепад давления не менее 150 кПа, а создаваемое им циркуляционное давление составляет не более 16 кПа. Это означает, что в теплосети необходимо поддерживать высокий перепад давления, затрачивая в 10 раз больше энергии от требуемой, что увеличивает возникновение аварий в подающих трубопроводах [10] и создает вероятность образования кавитации на регулирующих клапанах.
Следующий недостаток нерегулируемого гидроэлеватора – его работа при постоянном коэффициенте смешивания. При этом исключается возможность местного количественного регулирования системы отопления автоматическими терморегуляторами у отопительных приборов. Безусловно, что для двухтрубных систем отопления с переменным гидравлическим режимом такие гидроэлеваторы непригодны [7]. Для однотрубных систем отопления с квазипостоянным гидравлическим режимом такие гидроэлеваторы также непригодны. В них, хоть и значительно меньшие, чем в двухтрубных системах, но происходят колебания расхода теплоносителя, создаваемые работой терморегуляторов [18].
Устранять эти колебания следует автоматическими ограничителями расхода (регуляторами расхода) в соответствии с [9], устанавливаемыми на стояках вертикальных систем либо приборных ветках горизонтальных систем отопления. Эти регуляторы требуют потерь давления на себе для обеспечения работоспособности мембраны около 15...20 кПа, не оставляя располагаемого давления (из развиваемых гидроэлеватором 16 кПа) на преодоление сопротивления в остальных элементах циркуляционного кольца.
Нерегулируемый гидроэлеватор при колебании расхода в системе отопления создает диаметрально противоположный энергосбережению эффект: в то время, когда закрываются терморегуляторы и уменьшается расход теплоносителя, начинает возрастать температура теплоносителя на выходе из него [20]. При этом возрастает температура теплоносителя в трубопроводах системы отопления и в обратном трубопроводе теплосети, увеличивая теплопотери в трубопроводах и ухудшая работу ТЭЦ или районной котельной. Кроме того, работа нерегулируемого гидроэлеватора несовместима с регулятором теплового потока, который следует устанавливать на абонентском вводе тепловой сети [9].
Некоторые вышерассмотренные недостатки устранены в автоматически регулируемом гидроэлеваторе. Он способен обеспечивать качественно-количественное регулирование теплоносителя в системе с постоянным гидравлическим режимом по заданному температурному графику отпуска теплоты на отопление здания. Однако при квазистационарном режиме, характерном для однотрубных систем отопления с терморегуляторами на отопительных приборах, при закрывании терморегуляторов у этого гидроэлеватора также наблюдается нестабильное регулирование, вызванное возрастанием сопротивления системы из-за несбалансированности обводных либо замыкающих участков узлов обвязки отопительных приборов [43].

Реклама

Теплоноситель