Степень относительного использования максимума нагрузки

3. Степень относительного использования максимума нагрузки

– на отопление:

, (4)

где: j_сp.от. – среднеотопительный коэффициент отпуска теплоты, определяемый по формуле:

, (5)

где:  – температура воздуха в обслуживаемых помещениях, °С;

 – расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления или вентиляции, °С;

t, t_н.ср. – средняя за период работы систем отопления или вентиляции температура наружного воздуха, °С (см. СНиП [4]).

Пусть , тогда ,

– на горячее водоснабжение:

,  (6)

.

4. Коэффициент использования скважины определяется по формулам таблицы 1. [1]

– для отопления:

(7)

,

– для горячего водоснабжения:

, (8)

5. Средневзвешенная величина коэффициента использования скважины определяется следующим образом:

, (9)

.

6. Степень относительного увеличения расчетного дебита скважины в целом для объекта определяется при известном  для полуограниченного пласта с  по рис. 1 [1] – .

7. Степень относительного срабатывания температурного перепада определяется по формулам, :

– на отопление:

, (10)

.

– на горячее водоснабжение .

8. Коэффициент эффективности геотермального теплоснабжения для данной схемы определяется следующим образом:

, (11)

.

Б. Зависимая система отопления с пиковым догревом геотермального теплоносителя:

1. :

, (12)

 кг/с,

2.  (13)

.

3. Коэффициент отпуска теплоты, соответствующий моменту отключения пикового догрева, определяется следующим образом:

, (14)

4. Пусть коэффициент отпуска теплоты, соответствующий моменту окончания отопительного сезона .

5. Ориентировочная продолжительность работы пикового догрева Т_п (сут.) определяем по формуле:

, (15)

где: А и В-эмпирические коэффициенты (графикам рис. 15 и 16 из приложения [1]).

При t^¢_н = -9°С; А = 0,06; В = 0,55.

Тогда:

сут

6. Относительный коэффициент отпуска теплоты определяется следующим образом:

, (16)

7. Температура сбросной воды, соответствующая моменту отключения пикового догрева, приближенно определяется по формуле:

, (17)

8. Коэффициент использования скважины при отоплении определяется по формуле:

, (18)

9. Доля пикового догрева на отопление определяется по графикам рис. 2. [1]

 (19)

и

d_н = 0,05 (см. рис. 2 [1]).

10. Степень относительного срабатывания температурного перепада:

– для систем отопления:

, (20)

– для систем горячего водоснабжения:

11. Средневзвешенная величина коэффициента использования скважины определяется следующим образом:

, (21)

12. По рис. 1 [1] определяем z_oб. = 1,43.

13. Коэффициент эффективности геотермального теплоснабжения объекта равен:

, (22)

.

 

2. Подбор отопительных приборов и построение графиков регулирования геотермальных систем отопления

геотермальный установка теплоснабжение отопительный

Ниже приведен пример расчета требуемого номинального теплового потока отопительного прибора геотермальной системы отопления, устанавливаемого в помещении.

1. Зададимся расчетной температурой обратной воды:

;

2. Определяем расчетную степень срабатывания теплового потенциала теплоносителя при заданных условиях следующим образом:

, (23)

.

Поскольку  > 0,4, расчет следует вести по следующей формуле:

, (24)

.

3. Определим расчетный расход теплоносителя через отопительный прибор:

 кг/с.

4. Выбираем тип отопительного прибора – конвектор КН-20 «Комфорт» (n=const = 0,35; p =const= 0,07) и по формуле (24) [1]:

где , (25)

.

- берется из первого задания.

и вычисляем расчетный среднестепенной температурный напор:

°C (26)

5. Определим значения  и :

, (27)

;

, (28)

.

6. Определим номинальный тепловой поток отопительного прибора, который необходимо установить в данном помещении:

, (29)

 Вт.

Сопоставление полученного результата с паспортными данными на КН-20 показывает, что в данном случае для покрытия расчетных теплопотерь следует установить 3 прибора КН-20 – 2,9, имеющих длину оребренной части 1000 мм.

7. Для построения графика количественного регулирования отопительной нагрузки вначале определим величину c по формуле:

Далее, пользуясь формулой для регулирования отопительной нагрузки:

 (30)

где: j – коэффициент отпуска теплоты на отопление;

G и G¢ – текущий и расчетный расходы теплоносителя.

А также формулой, которая определяет текущую температуру обратной воды:

, (31)

где:  – расчетные температуры горячей и обратной воды в тепловой сети, °С.

Построим графики расхода теплоносителя и температуры обратной воды системы отопления (см. рис. 1 и 2).

 

3. Расчет комплексной системы геотермального теплоснабжения

Определим основные технические показатели комплексной системы геотермального теплоснабжения, обеспечивающей отопление теплицы и горячее водоснабжение зданий, которые необходимы для технико-экономических расчетов.

1. Зададимся расчетной температурой водопроводной воды после теплообменного аппарата:

, (32)

2. Требуемый коэффициент эффективности теплообменного аппарата ГВ определим по формуле:

, (33)

.

3.  Произведение KF, характеризующее конструкцию и размеры теплообменного аппарата равно:

, (34)

 Вт/^°С,

(т.е. например при К = 1000 Вт/(м²×°С), F = 1700 м²).

4. Установленная тепловая мощность пикового источника теплоты:

 МВт, (35)

 МВт.

5. Значение коэффициента отпуска теплоты, соответствующее включению (отключению) пикового догрева, определяется так:

, (36)

.

а соответствующая j_п температура наружного воздуха t_н.п определяется так:

 °С, (37)

.

6. В соответствии с данными климатологии продолжительность работы пикового догрева (при t_н £ -3,3°С) составит 2272 часов » 95 сут.

Таблица 1. Климатологические данные годового потребления тепла

Для г. Таганрог (, t_н.ср.=3, Т=167 сут)

Повторяемость температур наружного воздуха, °С	Кол-во часов	Σ
– 50 и ниже	–	–
– 49,9 ÷ – 45	–	–
– 44,9 ÷ – 40	–	–
– 39,9 ÷ – 35	–	–
– 34,9 ÷ – 30	–	–
– 29,0 ÷ – 25	5	–
– 24,9: -20	36	41
-19,9: -15	135	176
-14,9: -10	310	486
-9,9: -5	630	1116
– 4,9: -0	1156	2272
+0,1: +5	1186	3458
+5,1: +8	694	4132
Всего часов	4152	–

Годовую выработку теплоты для пикового догрева можно установить, определив площадь, описанную графиком годовой выработки теплоты (рис. 1), которая в данном случае равна 13320 ГДж/год. При среднем КПД пиковой котельной 0,7 для выработки этого количества теплоты потребуется 2337 т у. т. В системе с теплонасосной установкой расход электроэнергии в ТНУ при среднем коэффициенте преобразования 3,5 составит Э = 13320/3,5 = 3806 ГДж/год.

Годовой расход геотермального теплоносителя можно определить, установив площадь, описанную графиком продолжительности расхода геотермального теплоносителя (см. рис. 2), который построен на основании графика регулирования G_т(j) по формуле (25) или (45) [1]:

В рассматриваемом случае годовой расход теплоносителя составляет 4,1 × 10⁶ т/год.

График температуры сбросной геотермальной воды (необходимый для расчета пластовой циркуляционной системы), построенный по соответствующим зависимостям представлен на рис. 3. Температура сбросной воды в летний период эксплуатации равна 32,2°С, в расчетный период в системе с пиковой котельной t^¢_с = 40,6°С, в системе с ТНУ – 61,8 °С.

Список использованной литературы

1.  Методические указания «Геотермальные установки».

2.  СНиП 23–01–99 Строительная климатология. – М.: Госстрой РФ, 2000. – 68 с.

3.  СНиП 41–01–2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. – М.: Госстрой РФ, 2004. – 71 с.