Розрахунок об’єму термальної води для забезпечення

Загальноприйняту температуру мережної води 95…70⁰С забезпечити в наших широтах від геотермального теплоносія практично неможливо. Найчастіше застосовують роботу термальної свердловини паралельно з піковою котельною. Для визначення об’єму добутку гідротермального теплоносія застосовують наступну методику:

1. Виконують побудову сумісного графіка теплового навантаження та температур мережної води для систем теплопостачання.

2. Будують додатковий графік теплового навантаження, що забезпечується від геотермального джерела.

3. За результатами попередніх побудов визначають необхідний об’єм добутку термальних вод.

Під час побудови сумісного графіка теплового навантаження та температур термальної води приймають обмеження, що характеризують місцеві умови:

– теплова потужність систем опалення відповідає традиційним системам;

– теплове навантаження систем гарячого водопостачання виконується згідно нормативної документації;

– тривалість опалення приймається згідно місцевих кліматичних умов;

– температурний напір в теплообмінниках, що використовуються для обігрівання мережної води від гідротерм, дорівнює 7⁰С;

– температурний графік систем теплопостачання приймається 95…70⁰С;

– система гарячого водопостачання є закритою, середня температура води в водозабірних стояках – 50⁰С;

– гаряче водопостачання цілодобово забезпечується від геотермального джерела.

Побудова графіка проводиться в наступній послідовності (рис. 4.1):

1. На вісі ординат відкладають теплове навантаження системи опалення (наприклад 1 МВт).

2. На вісі абсцис відкладають тривалість стояння температур зовнішнього повітря протягом опалювального періоду.

Рис. 4.1. Сумісний графік теплового навантаження та температури мережної води (температура термальної води на виході із свердловини 55⁰С)

3. Для довільно вибраних значень температур зовнішнього повітря (в межах кліматичних умов місцевості) обчислюють розрахункову теплову потужність, що необхідна для покриття поточного значення опалювального навантаження:

де N_р – розрахункове значення опалювального навантаження при відповідному значенні температури зовнішнього повітря;

N_оп – максимальне значення опалювального навантаження при мінімальній (розрахунковій) температурі зовнішнього повітря;

Т_вн – температура повітря в приміщенні, що опалюється;

Т_з – поточне значення температури зовнішнього повітря;

Т_р – розрахункова температура зовнішнього повітря (приймається за довідковими даними).

4. Для побудови графіка температур мережної води в другому квадранті розбиваємо вісь абсцис на температури, що відповідають температурам опалювального сезону вибраної місцевості (наприклад, ±18⁰С). Для цього на вісі Т_М відкладаємо значення температури в подавальному трубопроводі (95⁰С), а на вісі температур, при якій вмикається система опалення (наприклад, +8⁰С), Т’_М, значення температури води за відповідної розрахункової температури, що знаходиться за довідковими таблицями (в даному випадку 44,6⁰С). Дані точки з’єднуються. В такій же послідовності визначається температура в зворотному трубопроводі (точка 37,7⁰С).

5. Побудова графіка теплового навантаження, що забезпечується від геотермального джерела, здійснюється на основі величини максимальної температури прямої мережної води, що отримується від нього. Вона становить:

де Т*_М – максимальна температура мережної води, що отримується від геотерми;

Т – температура термальної води;

DТ – середній температурний напір в теплообміннику.

У даному випадку Т = 55⁰С, DТ = 7 ⁰С. Тоді Т*_М = 48⁰С. Відкладаємо це значення на вісі Т’_М і проводимо пряму до перетину з графіком теплового навантаження, точка А, координати якої відповідають максимальному тепловому навантаженню системи опалення, що можна забезпечити за допомогою геотермального джерела (0,385 МВт). Визначення інших точок проводиться на основі принципу пропорційності зміни температури речовини кількості енергії, що витрачається на її отримання. Тобто, в будь-який час, зміна температури мережної води буде становити:

DТ = DТ_К + DТ_Г,

де DТ – різниця температур прямої та зворотної води;

DТ_К – різниця температур прямої та зворотної мережної води, що покривається за рахунок теплоти від пікової котельні;

DТ_Г – різниця прямої та зворотної мережної води, що покривається геотермом.

Відповідно теплове навантаження системи опалення буде становити:

,

де N – теплове навантаження системи опалення;

N_R – частина теплового навантаження системи опалення, що покривається від пікової котельні;

N_г^оп – частина теплового навантаження системи опалення, що покривається від геотермального джерела.

Зіставимо отримані рівняння і отримаємо:

.

Наприклад, якщо треба визначити, яку потужність забезпечить даний геотерм за 2000 годинному опалювальному періоді, необхідно провести лінію до перетину з графіком теплового навантаження (точка В) і визначити співвідношення DТ_К / DТ_Г. В даному прикладі це складе (4×0,52)/12 = 0,173 МВт. Відкладемо це значення і отримаємо точку С. Точка D відповідає величині опалювального сезону відрахованому від значення DТ_Г = 0 (D”). Точка Е відповідає мінімальній кількості енергії, що може бути забезпечена від геотермального джерела.

Таким чином, частина графіка, що розташована праворуч від лінії AD, показує забезпечення від геотермального джерела.

У методиці даного розрахунку не враховані втрати температури теплоносія в трубопроводі, якщо джерело і споживач розташовані в різних місцях, а також втрати в теплообмінних приладах споживачів.

Тоді об’єм термальної води, що видобувається, складе:

де h – коефіцієнт тепловтрат;

с – питома теплоємкість термальних вод;

DТ – температурний перепад термальних вод.

Таблиця 4.2 – Температура води в мережі зворотного трубопроводу (t_гр=70⁰С)

Таблиця 4.3 – Температура води в мережі подавального трубопроводу за температурного графіка 95…70 ⁰С

Поиск по сайту: