Гидроаккумулятор – сердце системы автономного водоснабжения
Трубах, сливном бачке и фильтрах – довольно распространенная проблема в частных домах с автономным водоснабжением, особенно в летнее время, когда воздух насыщен влагой, и температура воздуха намного выше температуры воды в скважине. Именно разница температур и высокая влажность являются основными причинами оседания капелек воды на трубах, бачке и гидроаккумуляторе. В этой статье будут рассмотрены 3 интересных и эффективных способа борьбы с конденсатом на гидроаккумуляторе, фильтрующей колонне aquachief 1252 и сливном бачке унитаза.
В моем доме гидроаккумулятор расположен прямо в ванной комнате, и, поскольку влажность там всегда повышена , то количество конденсата даже в зимнее время заставляет проводить мероприятия по его удалению. Как правило, при чрезмерном скоплении влаги на элементах системы водоснабжения, происходит стекание воды на пол, образуются целые лужи , которые постоянно приходится вытирать.
Как убрать конденсат с гидроаккумулятора
Сначала были попытки: обернуть гидроаккумулятор теплоизоляционными материалами, чтобы снизить теплопроводность; использовать промышленные устройства для поглощения влаги из воздуха; подсушивать воздух обогревателями. Но во всех случаях результат оказался отрицательным . Процесс перехода воды из парообразного состояния в жидкое остановить так и не удалось. Спустя некоторое время стало ясно, что бороться с самой причиной появления конденсата бесполезно и даже бессмысленно, поэтому было принято решение направить все усилия на борьбу с последствиями этого физического явления.
И тут я задал себе вопрос – а что же больше всего меня не устраивает в данной ситуации? Ответ был достаточно прост – мне не хотелось каждый вечер ползать с тряпкой и вытирать полы, отжимать воду в ведро и затем сливать ее в канализацию.
Тогда я вспомнил, что где-то на веранде пылится старая кухонная плита с комплектом противней. Почему бы не попробовать подставить противень под гидроаккумулятор? Блестящая мысль 🙂 Как выяснилось, противень в качестве поддона для воды – это самое оптимальное решение в случае с напольным гидроаккумулятором ! И размеры подходящие, и металл выдерживает вес гидроаккумулятора, наполненного водой (в моем случае гидроаккумулятор емкостью 100 литров). Предварительно опустошив бак, подставил под него металлический поддон.
Теперь вся вода, оседающая на стенках бака, стекает прямо в противень, и нет больше нужды каждый вечер вытирать полы 🙂
Но это далеко не все. Решив эту проблему, появилась другая – а как же удалять воду из поддона ? Снова использовать тряпку для сбора воды и затем ее отжимать? Тогда ничего особо и не меняется – какая разница, откуда собирать воду при помощи тряпки – с пола, или из поддона? 🙂
Пару раз откачав воду из поддона при помощи медицинских шприцов, я задумался об автоматизации этого процесса. И сразу же на ум пришла мысль о помпе для откачки воды . Поискав в интернете, нашел несколько схем самодельных помп. Пошел в гараж для поиска нужных компонентов и наткнулся на старый нерабочий небулайзер .
Что такое небулайзер?
Небулайзер – это медицинское устройство для проведения ингаляций, которое распыляет лекарственный препарат при помощи потока воздуха. На самом деле есть и другие способы распыления, но в большинстве устройств используется именно воздушный поток. Подробнее про виды небулайзеров можно почитать в википедии.
По своей конструкции, небулайзер – это и есть помпа, только предназначена она для перекачивания воздуха, а не воды. Немного доработав старый небулайзер, а именно, добавив входной патрубок (через который будет всасываться вода из поддона), протестировал его в качестве водяной помпы. Результаты оказались впечатляющими! Устройство вполне годится для регулярной откачки воды .
Выходной патрубок вставил в пробку от бутылки, зафиксировав его изолентой. В качестве емкости для сбора воды применил бутылку от напитка вместимостью 2 литра. Вот так выглядит вся система в сборе.
Когда в поддоне скапливается большое количество воды, включаю небулайзер на пару минут, и вся вода перекачивается в бутылку . Красота 🙂
Снял видео про данный способ удаления жидкости из поддона.
Кстати, еще один интересный способ, как убрать конденсат с гидроаккумулятора при помощи вентилятора рассмотрен в статье про
Конденсат на фильтрующей колонне
Помимо гидроаккумулятора есть еще одно проблемное место, где также скапливается много конденсата, который в конце-концов образует лужу на полу. Речь идет о фильтрующей колонне.
Несмотря на то, что стенки фильтра сделаны из пластика, они не обладают достаточной теплоизоляцией , что приводит к их охлаждению при фильтрации холодной воды из скважины, что в свою очередь способствует образованию конденсата .
В данном случае была предпринята попытка утеплить стенки фильтра , чтобы не допускать контакта влажного воздуха в помещении с прохладными стенками фильтра.
Небольшое лирическое отступление...
На самом деле, моя борьба с конденсатом и лужами на полу в ванной комнате начиналась именно с фильтрующей колонны, а уже затем, поняв, что утепление стенок колонны или бака – дело весьма трудоемкое, и результат не дает 100% гарантий устранения конденсата, было принято решение установить поддон под гидроаккумулятор и не заниматься его утеплением, борясь тем самым с естественными физическими процессами 🙂 К тому же, большой 100 литровый гидроаккумулятор появился у меня уже после установки фильтрующей колонны. До него был настенный бак емкостью 50 литров, который вышел из строя, слегка затопив помещение. Об этом я уже рассказывал в 🙂
Итак, первым делом я решил покрыть стенки фильтрующей колонны монтажной пеной . Сделал это в 2 слоя.
Потратив пару часов на кропотливый процесс нанесения пены и дождавшись ее полного затвердевания, провел первое испытание. Оказалось, что монтажная пена обладает высокой теплопроводностью, а также неплохо впитывает влагу в себя. Другими словами, результат оказался неудовлетворительный – по прежнему появлялся конденсат, теперь уже на застывшей монтажной пене.
Вторым шагом я решил произвести гидроизоляцию стенок фильтрующей колонны . Всю колонну обернул фольгированным утеплителем (алюминиевая фольга на базе вспененного полиэтилена) поверх застывшей монтажной пены. Применение этого утеплителя обеспечивает полную гидроизоляцию, а также существенное снижение теплопроводности (чем толще слой полиэтилена, тем лучше теплоизоляция). При таком подходе, наружная стенка колонны теперь не охлаждается водой, проходящей через фильтр, и оседание конденсата на стенках физически невозможно . Можно сказать, что проблема решена 🙂
Последний штрих: верхнюю часть колонны, где заканчивается лист утеплителя, пришлось замазать герметиком , поскольку с оголовка фильтра (блок автоматики) по прежнему стекало незначительное количество конденсата.
Фильтрующая колонна – утепленный вариант
После установки поддона под гидроаккумулятор, решил на всякий случай поставить поддон и под фильтрующую колонну 🙂
Убираем конденсат со сливного бачка
Итак, осталось еще одно проблемное место – сливной бачок унитаза , на котором то и дело скапливается большое количество оседающей влаги. Конденсат на сливном бачке побороть оказалось не так просто, как в случае с гидроаккумулятором или фильтрующей колонной. Обертывание утеплителем не дало особого эффекта, поскольку дно бачка по прежнему контактировало с воздухом и образующийся конденсат попадал прямо на пол. Подставить емкость для сбора воды под бачок также не удалось ввиду своеобразной формы фаянса, наличия штуцера для подачи воды, а также громоздкой сливной гофры.
Но на самом деле сложность проблемы оказалась весьма призрачной, а решение – простым и надежным . Было решено подать в сливной бак горячую воду вместо холодной 🙂 Такое решение гарантирует отсутствие конденсата, поскольку воздух вокруг бачка не будет охлаждаться и процесс перехода воды из газообразного состояния в жидкое станет невозможным!
В результате, собрав необходимые материалы, организовал подводку горячей воды из водонагревателя, а также установил дополнительный кран. Летом буду перекрывать подачу холодной воды и открывать подачу горячей, а зимой – наоборот.
Также установил температуру нагрева воды бойлером до 40 градусов, чтобы не испортить пластиковые внутренности сливного бачка, а также не тратить много электроэнергии на частый подогрев воды.
В целом, результатом я доволен. Проблема конденсата в ванной комнате была полностью решена ! Больше никаких луж на полу 🙂
Надеюсь статья окажется полезной и поможет читателям справиться с подобными проблемами. Спасибо за внимание!
Добавлено 08.05.2018:
Прошел почти год, наступает лето, возобновил подачу горячей воды в бак, но теперь 40 градусной воды не хватает для бытовых нужд, поэтому пришлось увеличить температуру нагрева в бойлере до 60 градусов. Для экономии горячей воды , а также чтобы не повредить резиновые прокладки и пластиковые механизмы сливного бака воздействием высокой температуры, решил организовать смешивание горячей и холодной воды перед подачей в бачок, слегка приоткрыв кран подачи холодной воды . Для этого пришлось выполнить небольшую техническую доработку – добавить обратный клапан на трубу подачи горячей воды. Без обратного клапана происходит попадание холодной воды в общую линию горячей воды, т.к. давление в магистрали холодной воды выше, чем в горячей.
В вентиляционной системе по некоторым причинам может скапливаться конденсат. С этой проблемой сталкиваются жители частных и многоквартирных домов.
Проявлением неполадок в вентиляции оказываются запотевшие окна, мокрые стены, запах сырости, грибок. Решить проблему поможет кондесатосборник для вентиляции или утепление каналов, это необходимо, потому что правильная вентиляция не должна течь.
Запотевшие окна — один из первых признаков неправильной работы вентиляции. Утепление ее каналов — решение проблемы
Нарушения вентиляционной системе исправлять, т. к. избыточная влажность, сырость, плесень создают не только дискомфорт, но и могут вызвать болезни. Есть несколько способов, которые помогут избавиться от конденсата в вентиляции. Исправить ситуацию можно своими руками.
Почему образуется конденсат
Конденсат в вентиляции – это влага с внутренней стороны канала.
Скопление жидкости приводит к целому ряду проблем, в итоге в доме появляется плесень. Если влаги много, то зимой вентиляция не работает из-за закупорки льдом. Летом жидкость просачивается на стены. Правильная вентиляция в частном доме этого не допускает.
Почему в трубах образуется влага:
- трубопровод не теплоизолирован;
- изоляция труб сделана с ошибками;
- вентиляция смонтирована из некачественных, бракованных материалов;
- стены и полы дома плохо утеплены;
- в подвальном помещении здания скапливается большое количество влаги;
- закупорка шахты вентиляции пылью и мусором;
- нарушения работы водопроводной системы;
- неправильная установка вытяжки или вытяжного вентилятора;
- большая разность температуры вне дома и внутри его.
Вентиляция может течь, если дом находится возле водоема. При сушке большого количества белья внутри помещения также может образовываться конденсат.
Исправить вентиляционную систему и избавиться от конденсата в частном доме гораздо проще, чем в квартире многоэтажки. Жителям многоэтажных домов запрещено самостоятельно прочищать или утеплять каналы. Это могут делать только специалисты, чтобы не было еще больших проблем.
Как избавиться от конденсата в вентиляции
Устранить конденсат вентиляционной трубе нужно как можно быстрее. Чтобы избавиться от него, нужно устранить причину. Если несколько способов, как избавиться от конденсата:
- замена труб, бракованных деталей конструкции вентиляции;
- утепление и изоляция вентиляционных труб;
- отвод конденсата из вентиляции;
- заглушка старой и монтаж новой вентиляции.
Четвертый способ избежать образования влаги в трубах – самый радикальный и дорогой. Его применяют, если первые два метода не помогли устранить образование конденсата.
Утеплить трубы или отвести влагу можно самостоятельно. Главное, ознакомиться с правилами и последовательностью работ.
Правила утепления вентиляции в частном доме
В каком месте проводить утепление вентиляционного канала? Нужно ли обматывать трубы по всей длине? Этот первые вопросы, на которые надо знать ответ, если хотите решить проблему с конденсатом.
Труба нуждается в изоляции в том месте, где наблюдается температурная разность. При изменении температуры воздух с улицы в трубах становится жидкостью. Это происходит в зоне, которую называют «точка росы». Этот участок требует изоляции. На первом этапе нужно найти точку, а потом выбрать материалы и приступать к работам.
Утеплять вентиляцию в частном доме нужно с потолка, заканчивать чердаком и выходом на крышу.
Приточная вентиляция отличается от вытяжной принципом действия. Утеплять приточную систему нужно особенным образом: в больших помещениях изолируют клапаны. Специфика работ по утеплению приточных систем зависит от длины канала и способа его установки.
Материалы для утепления вентиляционных каналов
Для утепления вентиляционной трубы используют разнообразные полимерные материалы. Они отличаются по цене и изоляционным свойствам. Приточные и вытяжные вентиляционные системы утепляются с помощью одних и тех же материалов.
Виды материалов для утепления труб вентиляции:
- минеральные ваты;
- пенополистирол;
- пенополипропилен;
- полиэтилен (вспененный).
Вспененный полиэтилен — популярный вид материала для утепления труб вентиляции
Все полимеры обладают хорошими изолирующими свойствами, соответствуют нормам противопожарной безопасности. Наилучшими свойствами обладают минеральные ваты.
Материалы нужно покупать после замеров длины и диаметра каналов вентиляции.
План работы утепления трубы
Утеплить вентиляционную систему можно самостоятельно или с помощью профессионалов. Провести работы своими руками поможет инструкция:
- Вентиляционную трубу вытереть насухо.
- Намотать изоляционный материал на нужный участок трубы.
- Зафиксировать утеплитель креплениями или скотчем.
Материал должен плотно прилегать к трубе, иначе конденсат намочит изоляцию. Между трубой и утеплителем появится грибок, а труба заржавеет (если она не пластиковая). Со временем ее придется заменять.
Есть утеплители, которые повторяют форму трубы. Для установки их нужно разрезать вдоль, плотно приложить к трубе, зафиксировать, а шов плотно склеить клеем или скотчем.
Отвод влаги из вентиляции
Есть еще один простой способ избавиться от конденсата в вентиляции: отведение жидкости в сборник. Отвод конденсата из воздуховодов делают, когда утеплить систему по каким-либо причинам нельзя. Наладить сбор влаги из вентиляционных труб поможет инструкция:
- Найти нижнюю точку в канале вентиляции, проверив приточную и вытяжную ветку. Если вентиляция смонтирована горизонтально, то для сбора конденсата можно использовать любой участок канала. Если трубы расположены наклонно или вертикально, для отвода используют нижний конец.
- В нижнее отверстие вмонтировать тройник. Боковой отвод направить вниз.
- Под отвод вмонтировать конденсатосборник – стакан, цилиндрическую емкость.
По мере образования конденсат будет стекать в емкость. Слив жидкости из стакана осуществляется вручную.
Если конденсатосборник расположили в труднодоступном участке трубопровода, то его нужно дополнительно оборудовать шлангом. Шланг выведет конденсат в канализацию или на улицу.
Собирать конденсат из вентиляционного трубопровода можно с помощью абсорбентов, они впитывают в себя влагу. Вещества обычно упакованы в кассеты цилиндрической формы. Их вставляют в трубу в фильтрационную приточную зону. Периодически кассеты нужно доставать и сушить.
Новая вентиляция
Если убрать конденсат не получилось ни с помощью отвода, ни с помощью утепления, поможет только заглушка старой и установка новой вентиляции. Принудительная вентиляция устанавливается в комнатах с наибольшей влажностью: кухне, ванной, туалете.
Установка принудительной вентиляции производится в помещениях с повышенной влажностью (например, на кухне)
Приборы для принудительной вентиляции:
- Вытяжные вентиляторы. В частном доме можно вмонтировать его в стену или форточку. Лопасти вентилятора осуществляют тягу воздуха из комнаты во внешнюю среду.
- Вытяжка. Незаменимый аксессуар для устранения неприятных запахов, газа и влаги в кухне. Устанавливают вытяжки над плитой. Можно соединить отводы вытяжки с улицей через стену или окно.
- Приточные клапаны. Приток чистого воздуха обеспечит нормальную циркуляцию воздуха в жилом помещении. Есть стеновые и оконные приточные клапаны. Стеновые приборы очень просто установить своими руками. Чтобы входящий воздух зимой не был холодный, клапаны рекомендуют устанавливать за отоплением.
Приточные клапаны работают самостоятельно. Для вытяжек и вентиляторов нужен источник напряжения.
Стоимость вентиляционного оборудования зависит от мощности и производителя. Можно выбрать доступные по цене приборы. Установка новой вентиляции в доме обойдется хозяевам дорого из-за заглушки старой системы и монтажа новой. Расчет и работы проводят только профессионалы. В многоэтажном доме решение о заглушке вентиляции должно приниматься коллективно. Нарушать работу системы только на одном участке нельзя.
На первом этапе работ специалисты рассчитывают количество отверстий и замеряют параметры сечений. Только после этого начинают блокировать работу домашней вентиляционной шахты.
Избегайте сырости в доме. Конденсат может образовываться в вентиляции по целому ряду причин. Бороться с проблемой можно несколькими способами – утеплить, отвести или заглушить. Утепление и отвод конденсата можно сделать своими руками. Заглушка вентиляционной шахты проводится правильно только профессионалами. Механические приборы предотвратят застой воздуха, появление сырого запаха и образование плени на стенах.
Конденсатом называют капли жидкости, которые проявляются на различных поверхностях вследствие перехода паров из газообразного в жидкое состояние. В быту мы часто сталкиваемся с этим явлением «запотевания»: воздух охлаждается, и водяной пар трансформируется в мельчайшие капельки, которые покрывают окна, трубы и даже стены. Постоянное выпадение конденсата может иметь отрицательные последствия, поэтому о том, как можно избавиться от конденсата, поговорим в статье.
По законам физики
Причины возникновения конденсата тесно связаны с физико-химическим составом окружающей среды и её температурой. В науке есть такое понятие, как влажность воздуха. Оно означает количество воды, находящейся в парообразном состоянии. Разная влажность, при прочих равных составляющих, обусловлена разной температурой воздуха: когда она становится выше, в нем может уместиться большее количество пара, и наоборот.
Когда воздух охлаждается, он уже не может удерживать столько жидкости в газообразном состоянии. Происходит достижение «точки росы» – такой температурной величины, при которой часть водяного пара выпадает в конденсат.
Еще одним физическим понятием, регулирующим конденсацию, является относительная влажность воздуха. Чем она выше на местности, тем выше расположена точка росы.
Следовательно, конденсат может появиться даже тогда, когда понижение температуры несущественно. Справедливо и обратное: когда показатель влажности низок, конденсат выпадет только при условии большого температурного перепада.
Где же наиболее часто появляется конденсат? Чаще всего, роса выпадает на гладких холодных поверхностях, они могут быть любыми: металлические трубы, стеклянные поверхности, фаянс, керамика, и даже стены.
Возникновение конденсата практически всегда несет негативные последствия. Стекла становятся грязными и перестают быть прозрачными, на стенах размножаются грибки, патогенные микроорганизмы и плесень, вызывающая опасные болезни, а на трубах появляется ржавчина. С данными последствиями конденсата в доме довольно сложно справиться, лучше заблаговременно их предотвратить.
На пластиковых окнах
Всем нам знакома картина, когда зимой оконные стекла покрываются маленькими капельками и становятся непрозрачными. Ситуация малоприятная и не слишком полезная. Для решения этой проблемы потребуется сначала выяснить причины появления конденсата на окне. Их может быть несколько, и действия для каждого случая будут отличаться.
Первая причина: неправильный монтаж стеклопакета или неверно подобранный его тип. В случае со стеклопакетом необходимо заменить его на более морозоустойчивую модель, а если ошибка всё-таки возникла при монтаже, то придется вызывать бригаду для переделки всего оконного блока.
Второй причиной являются слишком широкие подоконники, препятствующие поступлению теплого воздуха к стеклу. Тут достаточно будет всего лишь укоротить подоконник, или же прогреть воздух у окна с помощью подручных средств (свечей, небольших обогревателей).
Третья причина: временное повышение уровня влажности в помещении (из-за сохнущего белья, процесса приготовления пищи, огромного количества комнатных цветов). Проблема в данном случае решается простым проветриванием комнаты в течение 15 минут.
На водопроводных трубах
Очень часто водяной пар конденсируется на трубах в ванной и туалете. Виной тому служит плохая вентиляция при эксплуатации помещений. Устранить излишнюю влажность поможет установка вытяжки с вентилятором, прочистка вентиляционного канала, проветривание. Если меры не помогли, можно дополнительно произвести теплоизоляцию трубы с холодной водой.
На стенах комнаты
К сожалению, появление влаги непосредственно на стене означает, что дом недостаточно утеплен, и стена попросту промерзает. Единственное средство для борьбы с конденсатом в данном случае – дополнительное наружное утепление стены. Для этого можно использовать листы минеральной ваты, специальную штукатурку, или же попытаться устранить «мостики холода» запениванием швов.
На унитазном бачке
Неприятный эффект вызывает появление конденсата на бачке унитаза. Туалет кажется грязным, неисправным. Запотевание могло быть вызвано разными факторами, решать тоже нужно по-разному.
Вот несколько эффективных способов как избавиться от конденсата:
Установить туалет с функцией защиты от запотевания. Секрет таких моделей в том, что бачок имеет двойные стенки. Но и цена на данные изделия повышается почти в два раза.
Проверить, не вышел ли из строя запорный механизм внутри бачка. Если система неисправна, холодная вода постоянно подтекает в унитаз, а вода в емкости не успевает нагреться, охлаждая стенки бачка. В этом случае нужно произвести ремонт арматуры в соответствии с инструкцией производителя унитаза.
Утеплить стенки изнутри. Для этого надо подобрать тонкий влагостойкий утеплитель – вспененный полиэтилен и подобные ему виды. Бачок снять, извлечь все внутренности, приклеить заготовленные по шаблонам детали из теплоизоляционного материала, промазать стыки герметиком, дать высохнуть. Установить арматуру обратно в бачок, вернуть его на место.
Вставить пластиковый вкладыш. Это более простая версия предыдущего решения. Нужно приобрести емкость подходящего размера, сделать все необходимые отверстия, подобрать резиновые прокладки для герметичности. Должна получиться система из двух баков, с зазором между ними около 2 мм.
Фото избавления от конденсата
использование тепловой энергии, содержащейся в горячем конденсате;
снижение затрат на получение сырой подпиточной воды;
снижение затрат на подготовку сырой воды;
снижение затрат, связанных со сбросом сточных вод (там, где это применимо).
Конденсат собирается при атмосферном или отрицательном давлении. При этом источником конденсата может быть пар с гораздо более высоким давлением.
Экологические преимущества
При снижении давления до атмосферного часть конденсата может вновь самопроизвольно испаряться, образуя выпар. Последний также может быть собран и использован повторно (см.
раздел 3.2.14).
Возврат конденсата приводит также к сокращению расхода химических веществ на водоподготовку. Сокращаются и объемы потребляемых и сбрасываемых вод также.
Воздействие на различные компоненты окружающей среды
Данных не предоставлено.
Производственная информация
В случае отрицательного давления необходима деаэрация конденсата.
Применимость
Данный метод неприменим в случаях, когда собранный конденсат загрязнен, или когда сбор конденсата невозможен в силу того, что сам пар используется в технологическом процессе.
При проектировании новых установок рекомендуемым подходом является разделение конденсата на потенциально загрязняемый и незагрязненный (чистый) потоки. Чистый конденсат поступает из источников, где загрязнение в принципе невозможно (например, из ребойлеров, рабочее давление которых выше давления технологического процесса, так что в случае утечки пар попадает наружу, а не компоненты процесса – внутрь). Потенциально загрязняемый конденсат может быть загрязнен в случае нештатной ситуации (например, разрыва трубы ребойлера в условиях, когда его рабочее давление ниже, чем давление технологического процесса). Сбор и возврат чистого конденсата не требует дополнительных мер предосторожности. Возврат потенциально загрязняемого конденсата возможен при отсутствии загрязнения (вызванного, например, утечкой в ребойлере), которое отслеживается в реальном времени при помощи датчиков, например, датчика общего органического углерода.
Экономические аспекты
Возврат конденсата связан со значительными преимуществами и должен рассматриваться во всех ситуациях, где он в принципе применим (см. «Применимость» выше), за исключением случаев, когда объем потенциально возвращаемого конденсата низок (например, когда пар расходуется в технологическом процессе).
Мотивы внедрения
Данных не предоставлено.
Применяется практически повсеместно.
Справочная информация
3.2.14. Использование самоиспарения
Общая характеристика
Самоиспарение происходит, когда конденсат, находящийся под высоким давлением, попадает в область низкого давления.
Утилизация энергии самоиспарения может быть достигнута посредством теплообмена с подпиточной водой котла. Если при продувке котла для снижения давления воды используется расширительный бак, при этом также образуется пар низкого давления. Это пар не содержит растворенных солей, а его энергия составляет значительную часть тепловой энергии продувочной воды. Поэтому пар может быть направлен непосредственно в деаэратор, где он смешается с сырой подпиточной водой.
Следует, однако, иметь в виду, что пар занимает гораздо больший объем, чем конденсат. Устройство возвратных труб должно обеспечивать прием выпара без значительного повышения давления в системе. В противном случае возникшее противодавление может нарушить функционирование конденсатоотводчиков и других устройств выше по паропроводу.
В пределах котельной пар, так же, как и конденсат, может использоваться для подогрева питательной воды в деаэраторе. Другим вариантом является использование энергии пара для предварительного подогрева воздуха горения.
За пределами котельной пар может использоваться для подогрева различных компонентов до температур ниже 100°C. Существуют системы, использующие пар под давлением 1 бар (м), и выпар может быть направлен в эти системы. Выпар может использоваться и для других целей, в частности, для предварительного подогрева воздуха в различных технологических процессах.
Как правило, потребности технологических процессов в паре низкого давления удовлетворяются за счет дросселирования пара высокого давления. Однако часть этих потребностей может быть удовлетворена с незначительными затратами за счет выпаривания конденсата высокого давления. Выпаривание является особенно привлекательным вариантом в тех случаях, когда возврат конденсата высокого давления в котел нецелесообразен с экономической точки зрения.
Экологические преимущества
Зависят от конкретных условий.
При давлении 1 бар температура конденсата равна 100°C, а энтальпия – 419 кДж/кг. Общее количество энергии, которая может быть получена при утилизации энергии пара, зависит от рабочей мощности установки. Количество тепловой энергии, покидающей паровую систему с конденсатом, представлено в табл. 3.16. В той же таблице приведено относительное содержание энергии в конденсате и паре. При высоком давлении пар содержит большую часть энергии.
Примечание: Во многих случаях питательная вода, используемая установкой, имеет среднегодовую температуру около 15°C. Приводимые в таблице величины получены в предположении, что свежая вода, потребляемая установкой, имеет температуру 15°C (энтальпия – 63 кДж/кг)
Таблица 3.16: Доля общей энергии, приходящаяся на конденсат при атмосферном давлении и выпар
Воздействие на различные компоненты окружающей среды
В результате получения выпара из конденсата высокого давления температура конденсата, возвращаемого в котел, (и содержание в нем тепловой энергии) снижаются. Если вода, поступающая в котел, подогревается в экономайзере, снижение ее температуры является благоприятным фактором, поскольку это позволяет более полно утилизировать энергию дымовых газов и, в конечном счете, повысить КПД котла. Такое сочетание методов утилизации обеспечивает наибольшую энергоэффективность. Однако предприятие должно найти применение полученному пару низкого давления, принимая во внимание тот факт, что такой пар из любых источников может подаваться лишь на ограниченные расстояния. На многих предприятиях (например, нефтеперерабатывающих и химических) существует избыток пара низкого давления, и найти применение выпару часто бывает затруднительно. В такой ситуации наилучшим вариантом является возврат конденсата в деаэратор, поскольку стравливание выпара в атмосферу представляло бы собой непроизводительное использование энергии. Во избежание проблем, связанных с конденсатом, может быть организован локальный сбор конденсата в пределах конкретной производственной единицы или линии, когда собранный конденсат возвращается в деаэратор.
Выбор оптимального варианта зависит от экономической эффективности затрат на установку необходимых трубопроводов и другого оборудования (см. раздел 1.1.6).
Производственная информация
Повторное использование выпара возможно во многих случаях. В частности, он может использоваться для нагрева до температуры ниже 100°C; возможны и другие варианты.
Сбор выпара в конденсатопровод. За время функционирования установки к существующим трубопроводам могут добавляться дополнительные компоненты, и размер конденсатопроводов может оказаться недостаточным для приема всего возвратного конденсата. В большинстве случаев возвращаемый конденсат имеет атмосферное давление, что означает, что значительная часть трубопровода заполнена выпаром. Если количество возвращаемого конденсата увеличивается, давление в трубах может подняться выше 1 бар (м). Это может привести к
проблемам выше по трубопроводу, нарушить функционирование конденсатоотводчиков и других устройств, и т.п.
Выпар может отводиться в специальный резервуар, установленный в подходящем месте конденсатопровода. Затем выпар может использоваться для локального предварительного подогрева или нагрева до температуры менее 100°C. Одновременно это позволит вернуть давление в конденсатопроводе к проектным значениям, избежав необходимости модернизации конденсатопровода.
При анализе существующей системы одним из вариантов, заслуживающих рассмотрения, является возврат конденсата при пониженном давлении. Это приведет к образованию большего количества выпара; температура при этом снизится до уровня ниже 100°C.
При использовании выпара, например, для нагрева до температуры ниже 100°C, возможна ситуация, когда реальное давление в змеевике теплообменника после того, как пар отдаст часть энергии, снизится до уровня ниже 1 бар. Это может привести к подсосу конденсата в змеевик и затоплению последнего. Этой ситуации можно избежать, организовав возврат конденсата при пониженном давлении. При этом образуется больше выпара, которому передается больше энергии конденсата. В такой ситауции компоненты, в которых используется энергия выпара, могут быть объединены в отдельную сеть. Однако при этом понадобится установка дополнительных насосов для поддержания пониженного давления и удаления воздуха, подсасываемого в трубы из атмосферы.
Применимость
Данный метод применим в условиях, когда на предприятии имеется паровая сеть с давлением более низким, чем давление, при котором пар производится в котле. Кроме того, выпаривание продувочных вод котла может быть более эффективным с точки зрения эксергии, чем простая утилизация тепла продувочных вод с помощью теплообменника.
Теоретически выпар может применяться вместо пара, произведенного в котле, в любой ситуации, где существует потребность в тепловой энергии при невысоких температурах. На производстве может существовать целый ряд возможных применений, заслуживающих тщательного исследования, хотя практическая реализация этих возможностей может быть сопряжена с трудностями. В частности, выпар широко применяется в нефтехимической промышленности.
См. примеры в приложении 7.10.1.
Мотивы внедрения
снижение затрат;
наличие применений для пара низкого давления.
Данных не предоставлено.
Справочная информация
3.2.15. Утилизация энергии продувочной воды котла
Общая характеристика
Энергия продувочной воды котла может использоваться для предварительного подогрева питательной воды при помощи теплообменника. Рассмотрение возможности утилизации тепла продувочной воды целесообразно для любого котла, где величина непрерывной продувки превышает 4% массового расхода производимого пара. значительные объемы энергосбережения достигаются в случае котлов высокого давления.
Альтернативным вариантом утилизации энергии продувочной воды является выпаривание последней при среднем или низком давлении (см. раздел 3.2.14).
Системы сбора и возврата конденсата
Абонентские установки для возврата конденсата состоят из конденсатоотводчиков, сборников конденсата, конденсатных насосов и трубопроводов.
Допустимая норма растворенного кислорода в перекачиваемом конденсате, при которой не происходит коррозии стальных конденсатопроводов, составляет 0,1 мг/л. Особенно активно происходит процесс коррозии при наличии в конденсате, кроме кислорода, ещe и углекислоты.
Помимо разрушения трубопроводов, коррозия увеличивает их гидравлическое сопротивление вследствие роста шероховатости стенок и уменьшения поперечного сечения трубопроводов. Продукты коррозии, образующиеся на внутренней поверхности конденсатопроводов, смываются и уносятся конденсатом, что приводит в результате к затруднениям в эксплуатации котельного оборудования. В конденсатных системах наблюдается как язвенная коррозия, так и равномерная. Особенно опасна язвенная коррозия вследствие образования сквозных свищей, выводящих трубопровод из строя в короткое время.
Язвенная коррозия возникает в условиях отсутствия движения конденсата по трубопроводу. Для ее предупреждения необходимо непрерывно откачивать конденсат. Кислородная коррозия конденсатопроводов устраняется применением закрытых конденсатосборных установок, в которых конденсат находится под избыточным (выше атмосферного) давлением паровой подушки и не имеет контакта с атмосферным воздухом. При эксплуатации открытых систем температуру возвращаемого конденсата необходимо поддерживать на уровне 95 – 100 о С. Чем выше температура конденсата, тем ниже содержание в нем растворенного кислорода и тем долговечнее система. Для защиты конденсата от аэрации с поверхности открытых конденсатных баков применяют сталестружечный затвор с поплавком.
Отвод конденсата из пароприемников и трубопроводов
Нагревание той или иной среды паром возможно двумя путями: или непосредственным контактом (смешением) пара с нагреваемой средой, или пропусканием пара через поверхностные нагреватели. В первом случае пар отдает часть содержащегося в нем тепла, и происходит его полная конденсация, причем конденсат остается вместе с нагреваемым веществом. Во втором случае тепло пара передается нагреваемой среде через разделяющую стенку, а пар, соприкасаясь с более холодной стенкой и остывая, конденсируется.
Если имеет место некоторое накопление конденсата в нагревательных элементах, то конденсат отдает часть своего тепла через стенку нагревательного элемента нагреваемому веществу и температура конденсата становится ниже температуры насыщенного пара, т.е. имеет место так называемое переохлаждение конденсата. Заполнение конденсатом части нагревательных элементов теплоиспользующей установки уменьшает активную поверхность нагрева и ведет к снижению производительности установки. В большинстве случаев выгодно не допускать переохлаждение конденсата, а отводить его при температуре насыщения.
Отвод из теплоиспользующих установок и нагревательных приборов без пропуска вместе с ним пара достигается при помощи специальных устройств, называемых конденсатоотводчиками.
Нарушение нормальной работы конденсатоотводчиков может привести к большим потерям тепла или чрезмерному скоплению конденсата в нагревательной камере, в результате чего может произойти нарушение работы аппарата и в некоторых случаях гидравлические удары.
Насыщенный водяной пар при выходе из паровых котлов содержит в себе некоторое количество воды. При нормальной работе котла влажность такого пара составляет 1 - 4% и значительно возрастает, если вода в котле имеет загрязнения. Для уменьшения конденсации пара при его транспортировке от котельной до потребителя пар в котле слегка перегревается. При подаче пара от ТЭЦ пар всегда перегретый.
При повышенной конденсации пара в трубопроводе патрубки для отвода конденсата устанавливаются более часто. Паропроводы, во избежание большой конденсации, изолируются, т.е. покрываются материалом, плохо проводящим тепло. Постоянные дренажи снабжаются конденсатоотводчиками, конденсат из них собирается для использования. Временные (пусковые) дренажи служат при пуске паропровода и устраиваются в тех местах, где конденсат может скопиться только после остановки паропровода. Такими местами являются нижние точки паропровода, места подъема, а так же участки перед задвижками и вентилями в случае прогрева паропровода участками.
Временный дренаж осуществляется самостоятельными трубопроводами, а конденсатоотводчик на нем не ставят. Временные дренажи отключают, как только давление при прогреве паропровода поднимается до рабочего.
Конденсатоотводчики
Конденсатоотводчики применяются для автоматического бесшумного удаления конденсата с одновременным запиранием пара. Значение конденсатоотводчиков очень велико. Потери пара только при неудачной конструкции конденсатоотводчиков и неправильной эксплуатации составляют 25% количества потребляемого пара.
Существуют различные способы отвода конденсата и разнообразные конструкции конденсатоотводчиков. По принципу действия конденсатоотводчики делятся на три вида:
С гидравлическим затвором (сифоны);
С гидравлическим сопротивлением (подпорные шайбы);
С механическим затвором (поплавковые).
Наиболее простым является отвод конденсата посредством гидравлического затвора.
Недостатками гидравлических затворов являются: пропуск несконденсировавшегося пара, выброс конденсата при повышении давления пара в теплообменном аппарате и большая высота. Для устранения этого недостатка применяют батарею затворов, соединенных друг с другом последовательно.
Отводчики конденсата с механическим затвором разделяются по принципу действия на следующие группы:
Поплавковые, основанные на разности удельных весов конденсата и пара; могут быть с открытым или закрытым поплавком;
Термостатические, основанные на расширении тел от нагревания;
Мембранные.
Термостатические конденсатоотводчики применяют для отвода охлажденного конденсата.
Конденсатоотводчики с механическим затвором часто называют конденсационными горшками. Конденсатоотводчики с закрытым поплавком применяются при давлении свыше 10 МПа и выпускаются с производительностью до 18 м 3 /ч.
Мембранный конденсатоотводчик состоит из двух полостей, разделенных между собой металлической мембраной и соединенных каналом.
Схемы установки конденсатоотводчиков
Рациональные схемы конденсатоотводчиков позволяют выбрать стандартное оборудование, упрощают изготовление и монтаж, снижают потери пара.
При выборе схемы необходимо иметь в виду, что парозапорные вентили на обводах и при отводчиках, а также обратные клапаны при них с течением времени изнашиваются и становятся источником потери пара, поэтому применение их должно быть ограничено только необходимыми случаями.
Трубопровод, отводящий конденсат, уловленный дренажным патрубком, прокладывается с уклоном в сторону отводчика. После отводчика дренажный трубопровод может прокладываться с подъемом, не превышающим 50 - 75% высоты водяного столба, соответствующего давлению в паропроводе.
Конденсатоотводчики, устанавливаемые в местах дренажа и осушки коллекторов-распределителей пара, должны обеспечивать автоматичность работы, как в отношении отвода конденсата, так и выпуска воздуха, непрерывность работы и безотказность действия. Кроме того, они должны быть доступны для контроля и очистки от загрязнений без снятия с трубопровода.
Особенностью установки отводчиков при небольших отопительных агрегатах и местных нагревательных приборах является возможность упрощения их схем, так как при необходимости его ремонта можно выключить эти аппараты, закрыв вентили со стороны входа пара.
Классификация конденсатосборников
В настоящее время выделяются две разновидности систем сбора конденсата - открытого и закрытого типов. Они классифицируются по условиям эксплуатации баков-конденсатосборников.
В системах открытого типа бак сообщается с атмосферой, поэтому давление в нем равно атмосферному.
Допускается сооружать на предприятиях с небольшим объемом возвращаемого конденсата: от 4 – 6 т/ч и до 10 т/ч, при условии, что источник теплоты расположен на расстоянии, не превышающем 500 м. Достоинствами таких систем являются:
Небольшие капитальные затраты на сооружение;
Простые конденсата должна быть выше 95 °С. конструкции основных элементов оборудования;
Надежная эксплуатация системы и невысокие затраты на поддержание ее в работоспособном состоянии.
К недостаткам систем относятся:
Повышенная доля безвозвратных потерь конденсата из-за испарения воды с поверхности зеркала в баках-конденсатосборниках;
Коррозионный износ оборудования и конденсатопроводов из-за поглощения конденсатом кислорода (аэрации) при непосредственном соприкосновении с воздухом.
В конденсатосборниках атмосферного типа в целях предотвращения интенсивной аэрации температура конденсата должна быть выше 95 о С.
В системах закрытого типа бак и все элементы системы изолированы от сообщения с окружающей средой и находятся под небольшим избыточным давлением 0,005 - 0,02 МПа. Используются на крупных предприятиях. Температура конденсата не нормируется, но не рекомендуется его охлаждать ниже 80 - 90 градусов.
По способу организации системы сбора конденсата открытого и закрытого типов подразделяются на:
Самотечные (рис.35) - транспорт конденсата производится за счет разности высот расположения источника конденсата и конденсатосборника;
Напорные (рис.36) - за счет перепада давлений, поддерживаемого в конденсатопроводе и создаваемого перекачивающими конденсатными насосами, включаемыми в схему;
Смешанные - объединяют несколько участков, одни из них работают по открытой схеме, другие - по закрытой.
Теплоизоляция и устранение утечек.
Установка конденсатоотводчиков.
Исключение острого пара.
Сбор и возврат конденсата.
Утилизация тепла конденсата.
Замена пара на воду.
Возможные проекты по рационализации системы
распределения пара
Децентрализация тепловых завес.
Децентрализация горячего водоснабжения.
Изоляция трубопровода.
Перекрытие подачи пара на отопление в летнее время.
Устранение утечек.
Снижение давления пара.
Обеспечение возврата конденсата под давлением.
Вопрос 7. Гидравлические режимы в водяных тепловых сетях. (1, с.29..32, 4, с.35, лекции)
Динамический режим
Задача: обеспечение циркуляции сетевой воды во всех звеньях системы теплоснабжения (теплообменники источника, трубопроводы сети, …).
Требования к режиму:
Ø напоры перед абонентами должны быть достаточны для подачи необходимого расхода в местную систему;
Ø давление во всем подающем трубопроводе должно быть больше давления насыщения (невскипание);
Ø для обеспечения залива отопительных систем давление в обратном трубопроводе должно быть больше статической высоты систем абонентов;
Ø давление в обратном трубопроводе должно обеспечивать зависимое присоединение систем (не должно приводить к разрушению систем);
Ø давление в обратном трубопроводе перед сетевыми насосами СН для исключения кавитации должно быть больше 0,05 МПа.
Обеспечивается:
Ø сетевыми насосами (создают напор перед тепловыми пунктами);
Ø подпиточными насосами (восполняют потери сетевой воды и поддерживают давление в сети на необходимом уровне);
Ø дроссельными устройствами, устанавливаемыми в промежуточных точках зон, на которые разделяется сеть при сложном рельефе. При понижении профиля местности к источнику теплоты на обратном трубопроводе ставят дроссель (шайбу), который увеличивает давление в верхней зоне. При повышении же профиля устанавливают насосы для снижения давления в обратном трубопроводе и увеличении напора у потребителей.
Статический режим
Задача: заполнение систем отопления водой при отсутствии циркуляции.
Требования к режиму:
Ø давление в точках присоединения систем должно быть выше статической высоты системы (по рельефу), но ниже давления по условиям прочности отопительных приборов (0,6 МПа → 60 м).
Обеспечивается:
Ø работой подпиточных насосов и соответствующих регулирующих устройств. При сложном рельефе (большая разность высот) сеть делится на зоны, статическое давление в которых поддерживается насосами на заданном уровне.
Режимы можно изобразить на пьезометрическом графике (рис. 20)
Потребитель 1: имеет большой напор , можно использовать элеватор и снизить напор в его сопле или дросселирующими шайбами.
Потребитель 2: на обратом трубопроводе есть регулятор давления, но остаточный напор достаточен для работы элеватора.
Потребитель 3: давление (напор) в обратном трубопроводе выше допустимого 0,6 МПа (60 м) и тепловая система присоединена по независимой схеме (подогреватель).
Потребитель 4: на обратном трубопроводе есть регулятор давления, но остаточный напор недостаточен для элеватора и он присоединяется с насосом на перемычке или по независимой схеме
Потребитель 5: при достаточном напоре может быть присоединен элеватор.
Для сложного рельефа (большой перепад высот) при работе по зависимой схеме устанавливают разные статические напоры (рис. 21).
При схеме с дроссельной подстанцией (рис. 1.13, а)) устанавливается регулятор давления (до себя) и обратный клапан.
При статическом режиме (сетевой насос отключен) утечки из верхней зоны восполняются подпиточным насосом и регулятора подпитки
При динамическом режиме обратный клапан открыт, а регулятор поддерживает (дросселированием) заданный напор в верхней зоне.
При схеме с насосной подстанцией (рис. 1.13, б)): задача подстанции – снизить давление в обратной линии у абонентов нижней зоны, присоединенных к концевым участкам сети. Когда насосы подстанции выключены, вода проходит через обратный клапан, минуя насосы (линия напора пунктиром). При включении перекачивающего насоса возникает разность давлений, клапан закрывается и весь поток идет через насос.
Вопрос 8. Методы регулирования отпуска теплоты. (1, с.33..34)
Тепловые нагрузки абонентов сети неодинаковы и непостоянны, поэтому для качественного их теплоснабжения одновременно с экономичной выработкой и транспортировкой теплоты, надо регулировать все виды нагрузки в соответствии с потребностью абонентов.
Регулирование теплоснабжения бывает:
1. Центральное – в источнике теплоты (ТЭЦ, котельная);
2. Групповое – в центральном тепловом (ЦТП) или контрольно-распределительном пункте (КРП);
3. Местное – на абонентском вводе здания;
4. Индивидуальное – у теплопотребляющих приборов.
В большинстве случаев нагрузка абонентов разнородна (О и ГВ, или все), тогда применяется центральное и групповое регулирование (местное, индивидуальное)=комбинированное регулирование – основа экономичного теплоснабжения (2-3 ступени регулирования).
Расчет регулирования нагрузки основан на уравнениях теплового баланса и теплопередачи теплопотребляющих приборов:
(поступает в прибор) (отдается в окружающую среду)
где - тепловой эквивалент расхода первичного (греющего) теплоносителя, - теплоемкость, - массовый расход;
Температуры на входе/выходе прибора;
Коэффициент теплопередачи;
- средний температурный напор теплоносителя и нагреваемой среды;
Длительность работы прибора;
Площадь поверхности прибора.
Местное (групповое) регулирование может изменять , , .
Центральное регулирование можно осуществлять только изменяя и .
Методы регулирования:
Качественное – изменением (стабилизация гидравлического режима);
Количественное – изменением - расхода;
Качественно-количественное – одновременно изменяя и .
В городских водяных системах теплоснабжения широко применяется центральное качественное регулирование, дополняемое количественным местным регулированием. Достоинство центрального качественного – стабильность гидравлического режима сети, однако расход энергии на перекачку больше, чем при других методах.
Центральное количественное регулирование сокращает затраты на перекачку, однако создает переменный гидравлический режим в сети, и недостаток – опасность гидравлической разрегулировки местных систем (малые расходы!). Чтобы это исключить, применяют независимые схемы (с бойлером) или зависимые со смесительным насосом, поддерживающим постоянны расход в местной системе.
При центральном регулировании диапазоны изменения температуры и расхода ограничены. Максимальная температура прямой сетевой воды ограничена условием невскипания (т.е. напором), а минимальная температура обратной воды – условием комфортности ГВ., т.е. 60 о С (открытая система) или 65-70 о С (закрытая система). Максимум расхода воды определяется располагаемым напором на ЦТП (абонентском вводе) и сопротивлением абонентских установок, минимум зависит от гидравлической устойчивости сети (вертикальная разрегулировка этажей) при малом расходе.
Центральное регулирование выполняется по преобладающей тепловой нагрузке большинства абонентов.
В отопительный сезон тепловая нагрузка отопления значительно больше нагрузок ГВ и вентиляции. Если средняя недельная нагрузка ГВ меньше 15% расчетной нагрузки отопления, то выполняют центральное регулирование по закону изменения отопительной нагрузки от температуры наружного воздуха. Если же нагрузка ГВ больше 15% расчетной нагрузки на отопление, то центральное качественное регулирование производится по закону изменения суммарной нагрузки отопления и ГВ. однако для качественного теплоснабжения как по отопительной, так и по совмещенной нагрузке необходимо местное количественное регулирование всех видов нагрузки.
В настоящее время в абонентских узлах отопительных установок чаще применяются регуляторы расхода, поддерживающие постоянный расход воды в местной системе, независимо от температурного режима сетевой воды. Этот способ не позволяет контролировать температуру в отапливаемых помещениях, возможен перерасход теплоты (перегрев) или недостача теплоты (охлаждение помещений). В схемах с регуляторами отопления импульсом регулирования является сигнал от датчиков температуры в помещении, по которому изменяется расход сетевой воды через клапан регулятора из подающей линии, а постоянный расход в местной системе поддерживается смесительным насосом.
В качестве регулирующего импульса (сигнала) местного количественного регулирования нагрузки ГВ используется температура горячей воды в местах водоразбора: за смесителем в открытых системах и за подогревателем в закрытых. В вентиляционных установках – температура горячего воздуха за калорифером. По этому сигналу клапаном регулятора температуры регулируется относительная доля расхода из подающей линии.
Графики регулирования отпуска теплоты. (5, с.100 ..109)
Задача расчета центрального качественного регулирования состоит в определении температур прямой и обратной сетевой воды в зависимости от тепловой нагрузки при постоянном расходе в сети (рис. 10). Зависимость отопительной нагрузки от имеет линейный характер, угол наклона определятся расчетной , которой соответствует максимальная нагрузка и температуры и обратной . Минимальная температура не должна быть ниже 65 о С, т.к. иначе невозможен подогрев горячей воды в бойлерах до 50..60 о С. Поэтому температурные графики имеют вид ломаных линий с точкой излома при минимальной температуре сетевой воды и .
Рассмотрим графики при комбинированном регулировании отопительной нагрузки (рис. 11):
а) нагрузки отопления; б) температур сетевой воды; в) расхода сетевой воды при параллельной схеме присоединения установок отопления и горячего водоснабжения к закрытой сети и центральном качественном регулировании по отопительной нагрузке. Два диапазона отопительного графика:
I. Регулирование уменьшением расхода (местное количественное регулирование) или пропусками (периодическое отключение отопительных установок от тепловой сети);
II. Расход постоянен. Центральное качественное регулирование.
Построение графика температур и расхода воды на отопление.
При расход сетевой воды на отопление постоянен (в, II)
При расход сетевой воды через каждую отопительную систему в период ее работы также остается постоянным. Однако при регулировании местными пропусками число одновременно включенных отопительных систем уменьшается по мере повышения наружной температуры, поэтому суммарный расход сетевой воды на отопление района сокращается с повышением наружной температуры.
, (в, I)
Рассмотрим графики для горячего водоснабжения :
а) нагрузки ГВ; б) температур сетевой воды; в) расхода сетевой воды для закрытой сети при параллельной схеме присоединения установок при наличии аккумуляторов горячей воды (суточная неравномерность). При построении графика принято, что аккумуляторы горячей воды выравнивают неравномерности суточного графика и, следовательно, тепловая нагрузка сети по ГВ постоянна (а, I, II).
По характеру изменения расхода воды в сети можно отопительный период разбить на два диапазона: постоянная (I) и переменная (II) температура воды в подающей линии.
I. Для поддержания расход сетевой воды должен оставаться постоянным ;
II. Т.к. температура растет по закону отопительной нагрузки, то для обеспечения постоянства должен уменьшаться расход (местное количественное регулирование) регулятором температуры. Т.к. уменьшается , снижается , это замедляет рост средней температуры нагреваемой водопроводной воды и уменьшает после подогревателя ГВ. При повышении температуры в подающей линии тепловой сети регулятор температуры на ГТП или МПТ уменьшает расход греющей воды через водо-водяной подогреватель, что замедляет рост средней температуры греющей воды и одновременно уменьшает коэффициент теплопередачи подогревателя. В результате , а температура обратной сетевой воды после подогревателя снижается.
Вопрос 9. Автоматизация отпуска теплоты и причины перерасхода теплоты. (1, с.42..46)
Среди процессов теплоснабжения (производство тепла, подготовка, транспортировка воды, защита сетей и др.) отпуск теплоты наименее автоматизирован. В связи с этим имеют место дискомфортные условия в отапливаемых помещениях и перерасход теплоты и топлива. Практически отпуск теплоты регулируется качественным методом (по ) только на источнике (центральное регулирование). У немногих объектов применяют регулирование (стабилизацию) температуры горячей воды.
Дискомфорт в отапливаемых помещениях (перегрев в одних и недогрев в других) происходит также вследствие невозможности учета при центральном регулировании действия ветра и солнечной радиации, а также избыточных бытовых тепловыделений.
Причины перерасхода тепла при отсутствии автоматизации.
1. Из-за подержания температуры теплоносителя (60..70 о С) в относительно теплый (осенне-весенний) период из-за горячего водоснабжения, хотя такая высокая температура не требуется (перегрев помещения). Перерасход тепла 2-3%.
2. Невозможность учета бытовых тепловыделений. Перерасход до 15-17%.
3. Не учитывается снижение инфильтрации (при повышении температуры наружного воздуха) и влияние ветра (скорости, направления). Последнее возможно только при пофасадном регулировании и экономия может достигать 7%.
4. Не учитывается теплота от солнечной радиации (меньше тепла на солнечный фасад, передача ее на теневой фасад). Это возможно при пофасадном или индивидуальном регулировании и экономия может достигать 4-9%.
5. Отсутствие возможности снижения температуры в жилых домах ночью (на 2-3 о С) и в производственных и административно-общественных зданиях ночью и в нерабочие дни (до 10-12 о С).
Общая экономия теплоты может составить до 25% годового расхода. Кроме того, автоматизация стабилизирует гидравлический и тепловой режим всей системы.
Отсутствие регуляторов температуры горячей воды приводит к тому, что ее величина не соответствует требуемой (она значительно выше или ниже). В обоих случаях идет перерасход тепла (слив воды потребителями или высокое теплосодержание). Кроме того, дестабилизируется гидравлический режим в тепловой сети и повышается температура обратной воды при отсутствии водоразбора. Вместо регуляторов устанавливаются дроссельные шайбы, рассчитанные на некоторую оптимальную величину водоразбора, но они не могут обеспечить снижение расхода сетевой воды у потребителя при прекращении водоразбора.
Все это вызывает перерасход теплоты в размере 10-15% годового потребления теплоты на горячее водоснабжение.
Внедрение автоматики – реальный путь экономии топлива. Разработаны и внедряются схемы и приборы автоматизации для группового, общедомового, пофасадного и индивидуального регулирования. Как показывают расчеты, при экономии теплоты только на 10% установленное оборудование окупается за 1-1,5 года.