Presiones en los sistemas de abastecimiento de agua. Zonificación de redes de oleoductos. Operación de redes de calefacción Cálculo hidráulico de sistemas de calentamiento de agua mediante el método de pérdida de presión específica por fricción.
Leer también
Q[KW] = Q[Gcal]*1160;Conversión de carga de Gcal a kW
G[m3/hora] = Q[KW]*0,86/ Δt; donde Δt– diferencia de temperatura entre ida y retorno.
Ejemplo:
Temperatura de suministro de las redes de calefacción T1 – 110˚ CON
Temperatura de suministro de las redes de calefacción T2 – 70˚ CON
Caudal del circuito de calefacción G = (0,45*1160)*0,86/(110-70) = 11,22 m3/hora
Pero para un circuito calentado con una curva de temperatura de 95/70, el caudal será completamente diferente: = (0,45*1160)*0,86/(95-70) = 17,95 m3/hora.
De esto podemos concluir: cuanto menor sea la diferencia de temperatura (diferencia de temperatura entre el suministro y el retorno), mayor será el flujo de refrigerante requerido.
Selección de bombas de circulación.
Al seleccionar bombas de circulación para sistemas de calefacción, agua caliente y ventilación, es necesario conocer las características del sistema: flujo de refrigerante,
que deben garantizarse y la resistencia hidráulica del sistema.
Flujo de refrigerante:
G[m3/hora] = Q[KW]*0,86/ Δt; donde Δt– diferencia de temperatura entre el suministro y el retorno;
Hidráulico La resistencia del sistema debe ser proporcionada por especialistas que calcularon el propio sistema.
Por ejemplo:
Consideramos el sistema de calefacción con un gráfico de temperatura de 95˚ C/70˚ Con y carga 520 kW
G[m3/hora] =520*0,86/25 = 17,89 m3/hora~ 18 m3/hora;
La resistencia del sistema de calefacción eraξ = 5 metros ;
En el caso de un sistema de calefacción independiente, es necesario comprender que a esta resistencia de 5 metros se le sumará la resistencia del intercambiador de calor. Para hacer esto, debes mirar su cálculo. Por ejemplo, supongamos que este valor sea 3 metros. Entonces, la resistencia total del sistema es: 5+3 = 8 metros.
Ahora es muy posible elegir bomba de circulación con caudal 18m3/hora y una altura de 8 metros.
Por ejemplo este:
En este caso, la bomba se selecciona con un gran margen, esto le permite garantizar el punto de funcionamiento.flujo/presión en la primera velocidad de su funcionamiento. Si por alguna razón esta presión no es suficiente, se puede “acelerar” la bomba a 13 metros a tercera velocidad. Se considera que la opción óptima es una bomba que mantenga su punto de funcionamiento en segunda velocidad.
También es muy posible, en lugar de una bomba normal con tres o una velocidad de funcionamiento, instalar una bomba con un convertidor de frecuencia incorporado, por ejemplo éste:
Esta versión de la bomba es, por supuesto, la más preferible, ya que permite el ajuste más flexible del punto de funcionamiento. El único inconveniente es el costo.
También es necesario recordar que para la circulación de los sistemas de calefacción es necesario prever dos bombas (principal/de respaldo), y para la circulación de la línea de ACS es muy posible instalar una.
Sistema de recarga. Selección de la bomba del sistema de carga.
Obviamente, una bomba de reposición es necesaria sólo en el caso de utilizar sistemas independientes, en particular calefacción, donde la calefacción y el circuito calentado
separados por un intercambiador de calor. El propio sistema de reposición es necesario para mantener una presión constante en el circuito secundario en caso de posibles fugas.
en el sistema de calefacción, así como para llenar el propio sistema. El sistema de reposición en sí consta de un interruptor de presión, una válvula solenoide y un tanque de expansión.
Se instala una bomba de reposición solo cuando la presión del refrigerante en el retorno no es suficiente para llenar el sistema (el piezómetro no lo permite).
Ejemplo:
Presión de retorno del refrigerante de las redes de calefacción P2 = 3 atm.
La altura del edificio teniendo en cuenta los requisitos técnicos. Subterráneo = 40 metros.
3 atm. = 30 metros;
Altura requerida = 40 metros + 5 metros (en el caño) = 45 metros;
Déficit de presión = 45 metros – 30 metros = 15 metros = 1,5 atm.
La presión de la bomba de alimentación es clara; debe ser de 1,5 atmósferas.
¿Cómo determinar el consumo? Se supone que el caudal de la bomba es el 20% del volumen del sistema de calefacción.
El principio de funcionamiento del sistema de recarga es el siguiente.
Un presostato (dispositivo de medición de presión con salida de relé) mide la presión del refrigerante de retorno en el sistema de calefacción y tiene
preajuste. Para este ejemplo en particular, esta configuración debe ser de aproximadamente 4,2 atmósferas con una histéresis de 0,3.
Cuando la presión en el retorno del sistema de calefacción cae a 4,2 atm, el presostato cierra su grupo de contactos. Esto suministra voltaje al solenoide.
válvula (apertura) y bomba de reposición (encendido).
Se suministra refrigerante de complemento hasta que la presión aumenta a un valor de 4,2 atm + 0,3 = 4,5 atmósferas.
Cálculo de una válvula de control de cavitación.
Al distribuir la presión disponible entre los elementos de un punto de calentamiento, es necesario tener en cuenta la posibilidad de que se produzcan procesos de cavitación en el interior del cuerpo.
válvulas que lo destruirán con el tiempo.
La caída de presión máxima permitida a través de la válvula se puede determinar mediante la fórmula:
ΔPmáximo= z*(P1 − Ps) ; bar
donde: z es el coeficiente de inicio de cavitación, publicado en catálogos técnicos para la selección de equipos. Cada fabricante de equipos tiene el suyo, pero el valor medio suele estar en el rango de 0,45-06.
P1 – presión delante de la válvula, bar
Рs – presión de saturación del vapor de agua a una temperatura determinada del refrigerante, bar,
Acualdeterminado por la tabla:
Si la diferencia de presión calculada utilizada para seleccionar la válvula Kvs ya no es
ΔPmáximo, no se producirá cavitación.
Ejemplo:
Presión antes de la válvula P1 = 5 bar;
Temperatura del refrigerante T1 = 140C;
Válvula Z según catálogo = 0,5
Según la tabla, para una temperatura del refrigerante de 140 ° C determinamos Рs = 2,69
La caída de presión máxima permitida a través de la válvula será:
ΔPmáximo= 0,5*(5 - 2,69) = 1,155 barras
No se puede perder más que esta diferencia en la válvula: comenzará la cavitación.
Pero si la temperatura del refrigerante fuera más baja, por ejemplo 115 ° C, que está más cerca de las temperaturas reales de la red de calefacción, la diferencia máxima
la presión sería mayor: ΔPmáximo= 0,5*(5 – 0,72) = 2,14 barras.
De aquí podemos sacar una conclusión bastante obvia: cuanto mayor sea la temperatura del refrigerante, menor será la caída de presión posible a través de la válvula de control.
Para determinar el caudal. Al pasar por la tubería, basta con utilizar la fórmula:
;EM
G – flujo de refrigerante a través de la válvula, m3/hora
d – diámetro nominal de la válvula seleccionada, mm
Es necesario tener en cuenta el hecho de que la velocidad del flujo de la tubería que pasa por el tramo no debe exceder 1 m/seg.
La velocidad de flujo más preferible está en el intervalo de 0,7 - 0,85 m/s.
La velocidad mínima debe ser de 0,5 m/s.
El criterio para elegir un sistema de ACS suele determinarse a partir de las condiciones técnicas de conexión: muy a menudo la empresa generadora de calor prescribe
tipo de sistema de ACS. Si no se especifica el tipo de sistema, se debe seguir una regla simple: determinación por la relación de cargas del edificio.
para suministro de agua caliente y calefacción.
Si 0.2
Respectivamente,
Si QDHW/Qcalefacción< 0.2 o ACS/Calefacción>1; necesario Sistema de ACS de una sola etapa.
El principio mismo de funcionamiento de un sistema de agua caliente de dos etapas se basa en la recuperación de calor del retorno del circuito de calefacción: refrigerante de retorno del circuito de calefacción
pasa por la primera etapa del suministro de agua caliente y calienta agua fría de 5C a 41...48C. Al mismo tiempo, el refrigerante de retorno del circuito de calefacción se enfría hasta 40°C.
y ya frío se fusiona con la red de calefacción.
La segunda etapa del suministro de agua caliente calienta el agua fría de 41...48C después de la primera etapa a los 60...65C requeridos.
Ventajas de un sistema de agua caliente de dos etapas:
1) Debido a la recuperación de calor del retorno del circuito de calefacción, el refrigerante enfriado ingresa a la red de calefacción, lo que reduce drásticamente la probabilidad de sobrecalentamiento.
lineas de retorno Este punto es extremadamente importante para las empresas generadoras de calor, en particular para las redes de calefacción. Ahora se está volviendo común realizar cálculos de los intercambiadores de calor de la primera etapa del suministro de agua caliente a una temperatura mínima de 30 ° C, de modo que el refrigerante aún más frío se drene al retorno de la red de calefacción.
2) El sistema de agua caliente de dos etapas permite un control más preciso de la temperatura del agua caliente, que el consumidor utiliza para el análisis y las fluctuaciones de temperatura.
a la salida del sistema es significativamente menor. Esto se logra debido a que la válvula de control de la segunda etapa de ACS, durante su funcionamiento, regula
sólo una pequeña parte de la carga, no toda la carga.
A la hora de distribuir cargas entre la primera y segunda etapa de ACS, es muy conveniente hacer lo siguiente:
70% de carga – 1.ª etapa de ACS;
30% de carga – ACS etapa 2;
¿Qué da?
1) Dado que la segunda etapa (ajustable) es pequeña, en el proceso de regulación de la temperatura del ACS, las fluctuaciones de temperatura en la salida
Los sistemas resultan insignificantes.
2) Gracias a esta distribución de la carga de ACS, en el proceso de cálculo obtenemos igualdad de costes y, como consecuencia, igualdad de diámetros en las tuberías del intercambiador de calor.
El consumo para la circulación de ACS debe ser al menos el 30% del consumo para el desmontaje de ACS por parte del consumidor. Este es el número mínimo. Para aumentar la confiabilidad
sistema y estabilidad del control de temperatura del ACS, el caudal de circulación se puede aumentar hasta un 40-45%. Esto se hace no sólo para mantener
Temperatura del agua caliente, cuando no exista análisis por parte del consumidor. Esto se hace para compensar la “contracción” de ACS en el momento de máxima extracción de ACS, ya que el consumo
La circulación apoyará el sistema mientras el volumen del intercambiador de calor se llena con agua fría para calentar.
Hay casos de cálculo incorrecto del sistema de suministro de agua caliente, cuando en lugar de un sistema de dos etapas, se diseña uno de una sola etapa. Después de instalar dicho sistema,
Durante la puesta en marcha, el especialista se enfrenta a una extrema inestabilidad del sistema de suministro de agua caliente. Aquí incluso es apropiado hablar de inoperabilidad,
que se expresa por grandes fluctuaciones de temperatura en la salida del sistema de ACS con una amplitud de 15-20 ° C desde el punto de ajuste establecido. Por ejemplo, cuando la configuración
es de 60°C, durante el proceso de regulación se producen fluctuaciones de temperatura en el rango de 40 a 80°C. En este caso, cambiar la configuración
un regulador electrónico (PID - componentes, tiempo de carrera de la varilla, etc.) no dará resultado, ya que el sistema hidráulico de ACS se calcula fundamentalmente de forma incorrecta.
Solo hay una salida: limitar el consumo de agua fría y maximizar el componente de circulación del suministro de agua caliente. En este caso, en el punto de mezcla
Se mezclará una cantidad menor de agua fría con una mayor cantidad de agua caliente (circulación) y el sistema funcionará de manera más estable.
Así, se realiza una especie de imitación de un sistema de agua caliente de dos etapas gracias a la circulación de agua caliente.
Con base en los resultados del cálculo de las redes de suministro de agua para varios modos de consumo de agua, se determinan los parámetros de la torre de agua y las unidades de bombeo que aseguran la operatividad del sistema, así como las presiones libres en todos los nodos de la red.
Para determinar la presión en los puntos de suministro (en la torre de agua, en la estación de bombeo), es necesario conocer las presiones requeridas de los consumidores de agua. Como se mencionó anteriormente, la presión libre mínima en la red de suministro de agua de un asentamiento con suministro máximo de agua potable y doméstica en la entrada del edificio sobre la superficie del suelo en un edificio de un piso debe ser de al menos 10 m (0,1 MPa), con mayor número de plantas es necesario sumar 4 m a cada planta.
Durante las horas de menor consumo de agua, se permite que la presión para cada piso, a partir del segundo, sea de 3 m. Para edificios individuales de varios pisos, así como para grupos de edificios ubicados en áreas elevadas, se proporcionan instalaciones de bombeo locales. La presión libre en los dispensadores de agua debe ser de al menos 10 m (0,1 MPa),
En la red exterior de conducciones de agua industrial se toma la presión libre según las características técnicas del equipo. La presión libre en la red de suministro de agua potable del consumidor no debe exceder los 60 m; de lo contrario, es necesario instalar reguladores de presión o zonificar el sistema de suministro de agua para áreas o edificios individuales. Al operar un sistema de suministro de agua, se debe garantizar una presión libre no inferior a la estándar en todos los puntos de la red.
Las alturas libres en cualquier punto de la red se determinan como la diferencia entre las elevaciones de las líneas piezométricas y la superficie del terreno. Las marcas piezométricas para todos los casos de diseño (para consumo de agua potable y doméstica, en caso de incendio, etc.) se calculan basándose en la provisión de presión libre estándar en el punto de dictado. Al determinar las marcas piezométricas, se establecen por la posición del punto de dictado, es decir, el punto con una presión libre mínima.
Normalmente, el punto de dictado está ubicado en las condiciones más desfavorables tanto en términos de elevaciones geodésicas (elevadas geodésicas altas) como en términos de distancia desde la fuente de energía (es decir, la suma de las pérdidas de presión desde la fuente de energía hasta el punto de dictado ser el más grande). En el punto de dictado se fijan mediante una presión igual a la normativa. Si en algún punto de la red la presión es menor que la estándar, entonces la posición del punto dictador está configurada incorrectamente. En este caso, encuentran el punto con la presión libre más baja, lo toman como el dictado y repiten. el cálculo de la presión en la red.
El cálculo del sistema de suministro de agua para su funcionamiento durante un incendio se realiza asumiendo que ocurre en los puntos más altos y más alejados de las fuentes de energía en el territorio al que llega el suministro de agua. Según el método de extinción de incendios, los sistemas de suministro de agua se dividen en alta y baja presión.
Como regla general, al diseñar sistemas de suministro de agua, se debe utilizar suministro de agua contra incendios a baja presión, con excepción de los asentamientos pequeños (menos de 5 mil personas). La instalación de un sistema de suministro de agua contra incendios a alta presión deberá estar económicamente justificada,
En las tuberías de agua de baja presión, la presión aumenta sólo mientras se extingue el fuego. El aumento de presión necesario se crea mediante bombas contra incendios móviles, que se transportan al lugar del incendio y toman agua de la red de suministro de agua a través de hidrantes callejeros.
Según SNiP, la presión en cualquier punto de la red de suministro de agua contra incendios de baja presión a nivel del suelo durante la extinción de incendios debe ser de al menos 10 m. Dicha presión es necesaria para evitar la posibilidad de que se forme vacío en la red cuando hay agua. extraídos de las bombas contra incendios, lo que, a su vez, puede provocar la penetración en la red a través de juntas de agua del suelo con fugas.
Además, para el funcionamiento de las bombas de los camiones de bomberos se requiere un cierto suministro de presión en la red para superar una resistencia importante en las líneas de aspiración.
Un sistema de extinción de incendios de alta presión (generalmente adoptado en instalaciones industriales) proporciona el suministro de agua al lugar del incendio según lo exigen las normas contra incendios y aumenta la presión en la red de suministro de agua a un valor suficiente para crear chorros de fuego directamente desde los hidrantes. . La presión libre en este caso debe garantizar una altura de chorro compacta de al menos 10 m con un flujo completo de agua contra incendios y la ubicación del cañón de la boquilla contra incendios al nivel del punto más alto del edificio más alto y el suministro de agua a través de mangueras contra incendios de 120 m de largo. :
Nsv = N edificio + 10 + ∑h ≈ N edificio + 28 (m)
donde H edificio es la altura del edificio, m; h - pérdida de presión en la manguera y el cañón de la boquilla contra incendios, m.
En los sistemas de suministro de agua a alta presión, las bombas contra incendios estacionarias están equipadas con equipos automáticos que garantizan que las bombas arranquen a más tardar 5 minutos después de que se da una señal de incendio. Las tuberías de la red deben seleccionarse teniendo en cuenta el aumento de presión durante. un incendio. La presión libre máxima en la red combinada de suministro de agua no debe exceder los 60 m de columna de agua (0,6 MPa), y durante una hora de incendio, 90 m (0,9 MPa).
Cuando existen diferencias significativas en las elevaciones geodésicas del objeto abastecido de agua, una gran longitud de las redes de suministro de agua, así como cuando existe una gran diferencia en los valores de presión libre requeridos por los consumidores individuales (por ejemplo, en microdistritos con diferente número de pisos), se organiza la zonificación de la red de suministro de agua. Puede deberse a consideraciones tanto técnicas como económicas.
La división en zonas se realiza en base a las siguientes condiciones: en el punto más alto de la red se debe proporcionar la presión libre necesaria, y en su punto más bajo (o inicial) la presión no debe exceder los 60 m (0,6 MPa).
Según los tipos de zonificación, los sistemas de suministro de agua se presentan con zonificación paralela y secuencial. La zonificación paralela de los sistemas de suministro de agua se utiliza para grandes rangos de elevaciones geodésicas dentro del área de la ciudad. Para ello se forman las zonas inferior (I) y superior (II), que se abastecen de agua mediante estaciones de bombeo de las zonas I y II, respectivamente, con agua suministrada a diferentes presiones a través de tuberías de agua separadas. La zonificación se lleva a cabo de tal manera que en el límite inferior de cada zona la presión no exceda el límite permitido.
Esquema de suministro de agua con zonificación paralela.
1 - estación de bombeo del segundo ascensor con dos grupos de bombas; 2—bombas de la zona II (superior); 3 — bombas de la zona I (inferior); 4 - tanques reguladores de presión
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En los sistemas de suministro de calor por agua, el suministro de calor a los consumidores se realiza distribuyendo adecuadamente los costes estimados del agua de la red entre ellos. Para implementar dicha distribución, es necesario desarrollar un modo hidráulico del sistema de suministro de calor.
El propósito de desarrollar el modo hidráulico del sistema de suministro de calefacción es garantizar presiones óptimas permitidas en todos los elementos del sistema de suministro de calefacción y las presiones disponibles necesarias en los nodos de la red de calefacción, en los puntos de calefacción locales y de grupo, suficientes para abastecer a los consumidores. con los caudales de agua calculados. La presión disponible es la diferencia de presión del agua en las tuberías de suministro y retorno.
Para garantizar un funcionamiento confiable del sistema de suministro de calor, se aplican las siguientes condiciones:
Sin exceder las presiones permitidas: en fuentes de suministro de calor y redes de calefacción: 1,6-2,5 mPa - para calentadores de red de vapor-agua del tipo PSV, para calderas de acero para agua caliente, tuberías y accesorios de acero; en instalaciones de abonado: 1,0 MPa - para calentadores de agua seccionales; 0,8-1,0 mPa - para convectores de acero; 0,6 mPa - para radiadores de hierro fundido; 0,8 mPa - para calentadores de aire;
Asegurar un exceso de presión en todos los elementos del sistema de suministro de calor para evitar la cavitación de la bomba y proteger el sistema de suministro de calor de fugas de aire. Se supone que el valor mínimo de exceso de presión es 0,05 MPa. Por esta razón, la línea piezométrica de la tubería de retorno en todos los modos debe ubicarse por encima del punto del edificio más alto a al menos 5 m de agua. Arte.;
En todos los puntos del sistema de calefacción se debe mantener una presión que supere la presión del vapor de agua saturado a la temperatura máxima del agua, procurando que el agua no hierva. Como regla general, el peligro de que el agua hierva ocurre con mayor frecuencia en las tuberías de suministro de la red de calefacción. La presión mínima en las tuberías de suministro se toma de acuerdo con la temperatura calculada del agua de suministro, tabla 7.1.
Tabla 7.1
La línea de no ebullición debe trazarse en el gráfico paralela al terreno a una altura correspondiente al exceso de presión a la temperatura máxima del refrigerante.
Es conveniente representar gráficamente el modo hidráulico en forma de gráfico piezométrico. El gráfico piezométrico se traza para dos modos hidráulicos: hidrostático e hidrodinámico.
El objetivo del desarrollo del modo hidrostático es garantizar la presión de agua necesaria en el sistema de calefacción, dentro de límites aceptables. El límite de presión inferior debe garantizar que los sistemas de consumo estén llenos de agua y crear la presión mínima necesaria para proteger el sistema de calefacción de fugas de aire. El modo hidrostático se desarrolla con las bombas de carga en funcionamiento y sin circulación.
El modo hidrodinámico se desarrolla sobre la base de datos de cálculo hidráulico para redes de calefacción y está garantizado por el funcionamiento simultáneo de las bombas de red y de reposición.
El desarrollo de un modo hidráulico se reduce a construir un gráfico piezométrico que cumpla con todos los requisitos del modo hidráulico. Se deben desarrollar modos hidráulicos de redes de calentamiento de agua (gráficos piezométricos) para los períodos de calefacción y no calefacción. El gráfico piezométrico le permite: determinar las presiones en las tuberías de suministro y retorno; presión disponible en cualquier punto de la red de calefacción, teniendo en cuenta el terreno; seleccionar esquemas de conexión de consumidores según la presión disponible y las alturas del edificio; seleccionar reguladores automáticos, boquillas elevadoras, dispositivos de estrangulación para sistemas locales de consumo de calor; seleccionar bombas de red y de reposición.
Construcción de un gráfico piezométrico.(Fig. 7.1) se hace de la siguiente manera:
a) se seleccionan escalas a lo largo de los ejes de abscisas y ordenadas y se trazan el terreno y la altura de los bloques de construcción. Se construyen gráficos piezométricos para redes de calefacción principales y de distribución. Para las redes principales de calefacción se pueden adoptar las siguientes escalas: horizontal M g 1:10000; M vertical en 1:1000; para redes de calefacción de distribución: M g 1:1000, M v 1:500; La marca cero del eje de ordenadas (eje de presión) generalmente se considera la marca del punto más bajo de la tubería de calefacción o la marca de las bombas de la red.
b) el valor de la presión estática se determina para garantizar el llenado de los sistemas de consumo y la creación de un exceso de presión mínimo. Esta es la altura del edificio más alto más una columna de agua de 3 a 5 m.
Después de trazar el terreno y las alturas de los edificios, se determina la altura estática del sistema.
H c t = [N edificio + (3¸5)], m (7,1)
Dónde norte trasero- altura del edificio más alto, m.
La carga estática H st es paralela al eje x y no debe exceder la presión operativa máxima para sistemas locales. La presión máxima de funcionamiento es: para sistemas de calefacción con dispositivos de calefacción de acero y para calentadores de aire: 80 metros; para sistemas de calefacción con radiadores de hierro fundido: 60 metros; para esquemas de conexión independientes con intercambiadores de calor de superficie: 100 metros;
c) Luego se construye el modo dinámico. La presión de succión de las bombas de red H sun se selecciona arbitrariamente, que no debe exceder la presión estática y proporciona la presión de suministro necesaria en la entrada para evitar la cavitación. La reserva de cavitación, dependiendo del tamaño de la bomba, es de 5 a 10 m de columna de agua;
d) desde la línea de presión condicional en la succión de las bombas de la red, las pérdidas de presión en la tubería de retorno DН de retorno de la red de calefacción principal (línea A-B) se trazan sucesivamente utilizando los resultados de los cálculos hidráulicos. La cantidad de presión en la línea de retorno debe cumplir con los requisitos especificados anteriormente al construir la línea de presión estática;
e) la presión disponible requerida se reserva en el último abonado DN ab, en función de las condiciones de funcionamiento de las redes de ascensor, calentador, mezclador y calefacción de distribución (línea B-C). Se supone que la presión disponible en el punto de conexión de las redes de distribución es de al menos 40 m;
f) a partir del último nodo de la tubería, las pérdidas de presión se depositan en la tubería de suministro de la línea principal DH bajo (línea C-D). La presión en todos los puntos de la tubería de suministro, según el estado de su resistencia mecánica, no debe exceder los 160 m;
g) Se posponen las pérdidas de presión en la fuente de calor DН (línea D-E) y se obtiene la presión a la salida de las bombas de la red. En ausencia de datos, se puede suponer que la pérdida de presión en las comunicaciones de una central térmica es de 25 a 30 m, y para una sala de calderas de distrito de 8 a 16 m.
Se determina la presión de las bombas de la red.
La presión de las bombas de carga está determinada por la presión del modo estático.
Como resultado de esta construcción, se obtiene la forma inicial de un gráfico piezométrico, que permite estimar las presiones en todos los puntos del sistema de suministro de calor (Fig. 7.1).
Si no cumplen con los requisitos, cambie la posición y forma del gráfico piezométrico:
a) si la línea de presión de la tubería de retorno cruza la altura del edificio o está a menos de 3¸5 m de él, entonces se debe elevar el gráfico piezométrico para que la presión en la tubería de retorno asegure el llenado del sistema;
b) si la presión máxima en la tubería de retorno excede la presión permitida en los dispositivos de calefacción y no se puede reducir desplazando el gráfico piezométrico hacia abajo, entonces se debe reducir instalando bombas de refuerzo en la tubería de retorno;
c) si la línea de no ebullición cruza la línea de presión en la tubería de suministro, entonces es posible que el agua hierva más allá del punto de intersección. Por lo tanto, la presión del agua en esta parte de la red de calefacción debe aumentarse moviendo el gráfico piezométrico hacia arriba, si es posible, o instalando una bomba de refuerzo en la tubería de suministro;
d) si la presión máxima en el equipo de la planta de tratamiento térmico de la fuente de calor excede el valor permitido, se instalan bombas de refuerzo en la tubería de suministro.
División de la red de calefacción en zonas estáticas. El gráfico piezométrico se desarrolla para dos modos. En primer lugar, en modo estático, cuando no hay circulación de agua en el sistema de calefacción. Se supone que el sistema se llena con agua a una temperatura de 100°C, eliminando así la necesidad de mantener un exceso de presión en los tubos de calor para evitar la ebullición del refrigerante. En segundo lugar, para el modo hidrodinámico, en presencia de circulación de refrigerante en el sistema.
El desarrollo del cronograma comienza con la modalidad estática. La ubicación de la línea de presión estática completa en el gráfico debe garantizar la conexión de todos los suscriptores a la red de calefacción de acuerdo con el esquema dependiente. Para ello, la presión estática no debe exceder lo permitido según la resistencia de las instalaciones de los suscriptores y debe garantizar que los sistemas locales estén llenos de agua. La presencia de una zona estática común para todo el sistema de calefacción simplifica su funcionamiento y aumenta su fiabilidad. Si existe una diferencia significativa en las elevaciones geodésicas de la Tierra, es imposible establecer una zona estática común por las siguientes razones.
La posición más baja del nivel de presión estática se determina a partir de las condiciones de llenar los sistemas locales con agua y garantizar que en los puntos más altos de los sistemas de los edificios más altos ubicados en el área de las marcas geodésicas más altas, un exceso de presión de al menos 0,05 MPa. Esta presión resulta inaceptablemente alta para los edificios ubicados en la parte del área que tiene las elevaciones geodésicas más bajas. En tales condiciones, resulta necesario dividir el sistema de suministro de calor en dos zonas estáticas. Una zona corresponde a una parte del área con marcas geodésicas bajas, la otra, con marcas geodésicas altas.
En la Fig. La Figura 7.2 muestra un gráfico piezométrico y un diagrama esquemático del sistema de suministro de calor para un área que tiene una diferencia significativa en las marcas geodésicas del nivel del suelo (40 m). La parte del área adyacente a la fuente de suministro de calor tiene cero marcas geodésicas; en la parte periférica del área las marcas son de 40 m. La altura de los edificios es de 30 y 45 m. Para poder llenar con agua los sistemas de calefacción de edificios III y IV, ubicado en la marca de 40 m y creando un exceso de presión de 5 m en los puntos superiores de los sistemas, el nivel de presión estática total debe ubicarse en la marca de 75 m (línea 5 2 - S 2). En este caso, la altura estática será igual a 35 m. Sin embargo, una altura de 75 m es inaceptable para los edificios. I Y II, ubicado en la marca cero. Para ellos, la posición más alta permitida del nivel de presión estática total corresponde a 60 m. Por tanto, en las condiciones consideradas, es imposible establecer una zona estática común para todo el sistema de suministro de calor.
Una posible solución es dividir el sistema de suministro de calor en dos zonas con diferentes niveles de altura estática total: la inferior con un nivel de 50 m (línea Calle-Si) y el superior con un nivel de 75m (línea S 2 -S 2). Con esta solución, todos los consumidores pueden conectarse al sistema de suministro de calor según un esquema dependiente, ya que las presiones estáticas en las zonas inferior y superior están dentro de límites aceptables.
Para que cuando se detenga la circulación de agua en el sistema, los niveles de presión estática se establezcan de acuerdo con las dos zonas aceptadas, se coloca un dispositivo separador en el punto de su conexión (Fig. 7.2 6 ). Este dispositivo protege la red de calefacción del aumento de presión cuando las bombas de circulación se detienen, cortándola automáticamente en dos zonas hidráulicamente independientes: superior e inferior.
Cuando se detienen las bombas de circulación, la caída de presión en la tubería de retorno de la zona superior es evitada por el regulador de presión "hacia sí mismo" RDDS (10), que mantiene una presión de ajuste constante RDDS en el punto donde se toma el pulso. Cuando baja la presión, se cierra. La caída de presión en la tubería de suministro se evita mediante la válvula antirretorno (11) instalada en ella, que también se cierra. Así, el RDDS y la válvula de retención cortan la red de calefacción en dos zonas. Para alimentar la zona superior se instala una bomba de alimentación (8), que toma agua de la zona inferior y la suministra a la superior. La presión desarrollada por la bomba es igual a la diferencia entre las cabezas hidrostáticas de las zonas superior e inferior. La zona inferior es alimentada por la bomba de reposición 2 y el regulador de reposición 3.
Figura 7.2. Sistema de calefacción dividido en dos zonas estáticas.
a - gráfico piezométrico;
b - diagrama esquemático del sistema de suministro de calor; S 1 - S 1, - línea de presión estática total de la zona inferior;
S 2 – S 2, - línea de presión estática total de la zona superior;
N p.n1 - presión desarrollada por la bomba de alimentación de la zona inferior; N p.n2 - presión desarrollada por la bomba de reposición de la zona superior; N RDDS - presión a la que están configurados los reguladores RDDS (10) y RD2 (9); ΔН RDDS - presión activada en la válvula reguladora RDDS en modo hidrodinámico; I-IV- suscriptores; 1 tanque de agua de reposición; 2.3 - bomba de alimentación y regulador de alimentación para la zona inferior; 4 - bomba preconmutada; 5 - calentadores principales de agua y vapor; 6- bomba de red; 7 - caldera de agua caliente pico; 8 , 9 - bomba de reposición y regulador de reposición de zona superior; 10 - regulador de presión “hacia usted” RDDS; 11- válvula de retención
El regulador RDDS está ajustado a la presión Nrdds (Fig. 7.2a). El regulador de reposición RD2 está ajustado a la misma presión.
En modo hidrodinámico, el regulador RDDS mantiene la presión al mismo nivel. Al inicio de la red, una bomba de reposición con regulador mantiene la presión de H O1. La diferencia de estas presiones se gasta en superar la resistencia hidráulica en la tubería de retorno entre el dispositivo de separación y la bomba de circulación de la fuente de calor, el resto de la presión se activa en la subestación de estrangulación de la válvula RDDS. En la Fig. 8.9, y esta parte de la presión se muestra mediante el valor ΔН RDDS. La subestación de aceleración en modo hidrodinámico permite mantener la presión en la línea de retorno de la zona superior no por debajo del nivel aceptado de presión estática S 2 - S 2.
Las líneas piezométricas correspondientes al régimen hidrodinámico se muestran en la Fig. 7.2a. La presión más alta en la tubería de retorno en el consumidor IV es 90-40 = 50 m, lo cual es aceptable. La presión en la línea de retorno de la zona inferior también se encuentra dentro de límites aceptables.
En la tubería de suministro, la presión máxima después de la fuente de calor es de 160 m, que no excede lo permitido en función de la resistencia de las tuberías. La presión piezométrica mínima en la tubería de suministro es de 110 m, lo que garantiza que el refrigerante no se desborde, ya que a una temperatura de diseño de 150 ° C la presión mínima permitida es de 40 m.
El gráfico piezométrico desarrollado para modos estático e hidrodinámico brinda la capacidad de conectar a todos los suscriptores según un circuito dependiente.
Otra posible solución al modo hidrostático del sistema de calefacción que se muestra en la Fig. 7.2 es la conexión de algunos suscriptores según un esquema independiente. Puede haber dos opciones aquí. Primera opción- establecer el nivel general de presión estática en 50 m (línea S 1 - S 1) y conectar los edificios ubicados en las marcas geodésicas superiores según un esquema independiente. En este caso, la presión estática en los calentadores de agua de los edificios en la zona superior en el lado del refrigerante de calefacción será 50-40 = 10 m, y en el lado del refrigerante calentado estará determinada por la altura de los edificios. La segunda opción es establecer el nivel general de presión estática en 75 m (línea S 2 - S 2) con la conexión de los edificios de la zona superior según un esquema dependiente, y los edificios de la zona inferior, según un uno independiente. En este caso, la presión estática en los calentadores de agua en el lado del refrigerante de calefacción será igual a 75 m, es decir, menor que el valor permitido (100 m).
Principal 1, 2; 3;
agregar. 4, 7, 8.
La presión de funcionamiento en el sistema de calefacción es el parámetro más importante del que depende el funcionamiento de toda la red. Las desviaciones en una dirección u otra de los valores especificados en el diseño no solo reducen la eficiencia del circuito de calefacción, sino que también afectan significativamente el funcionamiento del equipo y, en casos especiales, incluso pueden provocar su falla.
Por supuesto, una cierta caída de presión en el sistema de calefacción está determinada por el principio de su diseño, es decir, la diferencia de presión en las tuberías de suministro y retorno. Pero si hay picos mayores, se deben tomar medidas inmediatas.
- Presión estática. Este componente depende de la altura de la columna de agua u otro refrigerante en la tubería o contenedor. La presión estática existe incluso si el medio de trabajo está en reposo.
- Presión dinámica. Es una fuerza que actúa sobre las superficies internas del sistema cuando se mueve agua u otro medio.
Se distingue el concepto de presión máxima de funcionamiento. Este es el valor máximo permitido, cuyo exceso puede provocar la destrucción de elementos individuales de la red.
¿Qué presión en el sistema debe considerarse óptima?
Tabla de presión máxima en el sistema de calefacción.
Al diseñar la calefacción, la presión del refrigerante en el sistema se calcula en función del número de pisos del edificio, la longitud total de las tuberías y el número de radiadores. Como regla general, para casas y cabañas privadas, los valores óptimos de presión media en el circuito de calefacción están en el rango de 1,5 a 2 atm.
Para edificios de apartamentos de hasta cinco pisos de altura, conectados a un sistema de calefacción central, la presión en la red se mantiene entre 2 y 4 atm. Para edificios de nueve y diez pisos, se considera normal una presión de 5 a 7 atm, y en edificios más altos, de 7 a 10 atm. La presión máxima se registra en la red de calefacción a través de la cual se transporta el refrigerante desde las salas de calderas hasta los consumidores. Aquí llega a las 12 atm.
Para consumidores ubicados a diferentes alturas y a diferentes distancias de la sala de calderas, se debe ajustar la presión en la red. Se utilizan reguladores de presión para reducirla y estaciones de bombeo para aumentarla. Sin embargo, hay que tener en cuenta que un regulador defectuoso puede provocar un aumento de presión en determinadas zonas del sistema. En algunos casos, cuando baja la temperatura, estos dispositivos pueden cerrar completamente las válvulas de cierre en la tubería de suministro proveniente de la planta de calderas.
Para evitar tales situaciones, la configuración del regulador se ajusta de modo que sea imposible el cierre completo de las válvulas.
Sistemas de calefacción autónomos
Tanque de expansión en un sistema de calefacción autónomo.
En ausencia de un suministro de calefacción centralizado, se instalan sistemas de calefacción autónomos en las casas, en los que el refrigerante se calienta mediante una caldera individual de baja potencia. Si el sistema se comunica con la atmósfera a través de un tanque de expansión y en él circula el refrigerante por convección natural, se llama abierto. Si no hay comunicación con la atmósfera y el medio de trabajo circula gracias a la bomba, el sistema se denomina cerrado. Como ya se mencionó, para el funcionamiento normal de dichos sistemas, la presión del agua en ellos debe ser de aproximadamente 1,5 a 2 atm. Esta cifra baja se debe a la longitud relativamente corta de las tuberías, así como al pequeño número de instrumentos y accesorios, lo que da como resultado una resistencia hidráulica relativamente baja. Además, debido a la baja altura de estas casas, la presión estática en las secciones inferiores del circuito rara vez supera las 0,5 atm.
En la etapa de puesta en marcha del sistema autónomo, se llena con refrigerante frío, manteniendo una presión mínima en sistemas de calefacción cerrados de 1,5 atm. No es necesario hacer sonar la alarma si, algún tiempo después del llenado, la presión en el circuito baja. Las pérdidas de presión en este caso se deben a la liberación de aire del agua, que se disolvió en ella cuando se llenaron las tuberías. Se debe desairear el circuito y llenarlo completamente de refrigerante, llevando su presión a 1,5 atm.
Después de calentar el refrigerante en el sistema de calefacción, su presión aumentará ligeramente hasta alcanzar los valores operativos calculados.
Medidas de precaución
Un dispositivo para medir la presión.
Dado que al diseñar sistemas de calefacción autónomos, para ahorrar dinero, se incluye un pequeño margen de seguridad, incluso un pequeño aumento de presión de hasta 3 atm puede provocar la despresurización de elementos individuales o sus conexiones. Para suavizar las caídas de presión debido al funcionamiento inestable de la bomba o cambios en la temperatura del refrigerante, se instala un tanque de expansión en un sistema de calefacción cerrado. A diferencia de un dispositivo similar en un sistema de tipo abierto, no se comunica con la atmósfera. Una o más de sus paredes están hechas de material elástico, por lo que el tanque actúa como un amortiguador durante los golpes de ariete o golpes de ariete.
La presencia de un tanque de expansión no siempre garantiza que la presión se mantenga dentro de los límites óptimos. En algunos casos puede superar los valores máximos permitidos:
- si la capacidad del tanque de expansión se selecciona incorrectamente;
- en caso de mal funcionamiento de la bomba de circulación;
- cuando el refrigerante se sobrecalienta, como resultado de un mal funcionamiento en la automatización de la caldera;
- por apertura incompleta de válvulas de cierre después de trabajos de reparación o mantenimiento;
- debido a la aparición de una esclusa de aire (este fenómeno puede provocar tanto un aumento como una caída de presión);
- cuando el rendimiento del filtro de suciedad disminuye debido a su excesiva obstrucción.
Por lo tanto, para evitar situaciones de emergencia al instalar sistemas de calefacción de tipo cerrado, es obligatorio instalar una válvula de seguridad que liberará el exceso de refrigerante si se excede la presión permitida.
Qué hacer si baja la presión en el sistema de calefacción.
Presión en el tanque de expansión.
Al operar sistemas de calefacción autónomos, las situaciones de emergencia más comunes son aquellas en las que la presión disminuye gradual o bruscamente. Pueden deberse a dos motivos:
- despresurización de elementos del sistema o sus conexiones;
- Problemas con la caldera.
En el primer caso se debe localizar el lugar de la fuga y restablecer su estanqueidad. Puede hacer esto de dos maneras:
- Inspección visual. Este método se utiliza en los casos en que el circuito de calefacción se coloca de manera abierta (que no debe confundirse con un sistema de tipo abierto), es decir, todas sus tuberías, accesorios y dispositivos son visibles. En primer lugar, inspeccione cuidadosamente el suelo debajo de las tuberías y radiadores, tratando de detectar charcos de agua o rastros de ellos. Además, la ubicación de la fuga se puede identificar por rastros de corrosión: cuando se rompe el sello, se forman rayas de óxido características en los radiadores o en las juntas de los elementos del sistema.
- Usando equipo especial. Si una inspección visual de los radiadores no arroja ningún resultado y las tuberías están colocadas de forma oculta y no se pueden inspeccionar, se debe buscar la ayuda de especialistas. Tienen equipos especiales que ayudarán a detectar fugas y repararlas si el propietario de la casa no puede hacerlo por sí mismo. Localizar el punto de despresurización es bastante simple: se drena el agua del circuito de calefacción (en tales casos, se instala una válvula de drenaje en el punto más bajo del circuito durante la etapa de instalación) y luego se bombea aire mediante un compresor. La ubicación de la fuga está determinada por el sonido característico que produce el aire que se escapa. Antes de poner en marcha el compresor, se deben aislar la caldera y los radiadores mediante válvulas de cierre.
Si el área problemática es una de las juntas, se sella adicionalmente con cinta de remolque o FUM y luego se aprieta. Se corta la tubería rota y se suelda una nueva en su lugar. Las unidades que no pueden repararse simplemente se reemplazan.
Si la estanqueidad de las tuberías y otros elementos está fuera de toda duda y la presión en un sistema de calefacción cerrado aún cae, las razones de este fenómeno deben buscarse en la caldera. No debe realizar el diagnóstico usted mismo; este es un trabajo para un especialista con la educación adecuada. Muy a menudo se encuentran los siguientes defectos en la caldera:
Instalación de un sistema de calefacción con manómetro.
- la aparición de microfisuras en el intercambiador de calor debido al golpe de ariete;
- defectos de fabricación;
- falla de la válvula de compensación.
Una razón muy común por la que cae la presión en el sistema es la selección incorrecta de la capacidad del tanque de expansión.
Aunque en el apartado anterior se decía que esto puede provocar un aumento de presión, aquí no hay ninguna contradicción. Cuando aumenta la presión en el sistema de calefacción, se activa la válvula de seguridad. En este caso, el refrigerante se descarga y su volumen en el circuito disminuye. Como resultado, la presión disminuirá con el tiempo.
Control de presion
Para el control visual de la presión en la red de calefacción, se utilizan con mayor frecuencia manómetros de cuadrante con tubo Bredan. A diferencia de los instrumentos digitales, estos manómetros no requieren energía eléctrica. Los sistemas automatizados utilizan sensores de contacto eléctricos. Se debe instalar una válvula de tres vías en la salida del dispositivo de control y medición. Le permite aislar el manómetro de la red durante el mantenimiento o la reparación, y también se utiliza para eliminar una esclusa de aire o restablecer el dispositivo a cero.
Las instrucciones y normas que regulan el funcionamiento de los sistemas de calefacción, tanto autónomos como centralizados, recomiendan instalar manómetros en los siguientes puntos:
- Antes de la instalación de la caldera (o caldera) y a la salida de la misma. En este punto se determina la presión en la caldera.
- Antes y después de la bomba de circulación.
- En la entrada de la tubería de calefacción a un edificio o estructura.
- Antes y después del regulador de presión.
- En la entrada y salida del filtro grueso (filtro de lodos) para controlar su nivel de contaminación.
Todos los instrumentos de control y medición deben someterse a verificaciones periódicas para confirmar la exactitud de las mediciones que realizan.
Principios generales de cálculo hidráulico de tuberías para sistemas de calentamiento de agua. se detallan en el apartado Sistemas de calentamiento de agua. También son aplicables para calcular tuberías de calor de redes de calefacción, pero teniendo en cuenta algunas de sus características. Así, en los cálculos de tuberías de calor se tiene en cuenta el movimiento turbulento del agua (la velocidad del agua es superior a 0,5 m/s, la velocidad del vapor es superior a 20-30 m/s, es decir, el área de cálculo cuadrático), los valores de la rugosidad equivalente de la superficie interior de tubos de acero de gran diámetro, mm, aceptada para: tuberías de vapor - k = 0,2; red de agua - k = 0,5; tuberías de condensado - k = 0,5-1,0.
Los costos estimados del refrigerante para secciones individuales de la red de calefacción se determinan como la suma de los costos de los suscriptores individuales, teniendo en cuenta el diagrama de conexión de los calentadores de ACS. Además, es necesario conocer las caídas de presión específicas óptimas en las tuberías, las cuales están previamente determinadas mediante cálculos técnicos y económicos. Por lo general, se consideran iguales a 0,3-0,6 kPa (3-6 kgf/m2) para las redes de calefacción principales y hasta 2 kPa (20 kgf/m2) para las ramas.
Al realizar cálculos hidráulicos, se resuelven las siguientes tareas: 1) determinar los diámetros de las tuberías; 2) determinación de la caída de presión; 3) determinación de presiones actuales en varios puntos de la red; 4) determinación de presiones permitidas en tuberías en diversos modos y condiciones de funcionamiento de la red de calefacción.
Al realizar cálculos hidráulicos, se utilizan diagramas y un perfil geodésico de la tubería de calefacción, que indica la ubicación de las fuentes de suministro de calor, los consumidores de calor y las cargas de diseño. Para agilizar y simplificar los cálculos, en lugar de tablas se utilizan nomogramas logarítmicos de cálculos hidráulicos (Fig. 1), y en los últimos años se utilizan programas informáticos y gráficos de cálculo.
Foto 1.
GRÁFICO PIEZOMÉTRICO
En el diseño y en la práctica operativa, los gráficos piezométricos se utilizan ampliamente para tener en cuenta la influencia mutua del perfil geodésico del área, la altura de los sistemas de suscriptores y las presiones operativas en la red de calefacción. A partir de ellos es fácil determinar la presión (presión) y la presión disponible en cualquier punto de la red y en el sistema del abonado para el estado dinámico y estático del sistema. Consideremos la construcción de un gráfico piezométrico y asumiremos que la presión y la presión, la caída de presión y la pérdida de presión están relacionadas por las siguientes dependencias: H = p/γ, m (Pa/m); ∆Н = ∆р/ γ, m (Pa/m); y h = R/ γ (Pa), donde Н y ∆Н - presión y pérdida de presión, m (Pa/m); р y ∆р - presión y caída de presión, kgf/m 2 (Pa); γ - densidad de masa del refrigerante, kg/m3; h y R - pérdida de presión específica (valor adimensional) y caída de presión específica, kgf/m 2 (Pa/m).
Al construir un gráfico piezométrico en modo dinámico, se toma como origen de coordenadas el eje de las bombas de la red; tomando este punto como cero condicional, construyen un perfil del terreno a lo largo del recorrido de la carretera principal y a lo largo de ramales característicos (cuyas elevaciones difieren de las elevaciones de la carretera principal). Las alturas de los edificios conectados se dibujan en el perfil a escala, luego, habiendo supuesto previamente una presión en el lado de succión del colector de bombas de la red H sol = 10-15 m, se traza la línea horizontal A 2 B 4 (Fig. 2,a). Desde el punto A 2, a lo largo del eje de abscisas (con un total acumulado), se trazan las longitudes de las secciones calculadas de las tuberías de calor, y a lo largo del eje de ordenadas desde los puntos finales de las secciones calculadas, la pérdida de presión Σ∆H en estas secciones . Al conectar los puntos superiores de estos segmentos, obtenemos una línea discontinua A 2 B 2, que será la línea piezométrica de la línea de retorno. Cada segmento vertical desde el nivel condicional A 2 B 4 hasta la línea piezométrica A 2 B 2 indica la pérdida de presión en la línea de retorno desde el punto correspondiente a la bomba de circulación en la central térmica. Desde el punto B 2 de una escala, se traza hacia arriba la presión disponible requerida para el abonado al final de la línea ∆H ab, que se supone que es de 15 a 20 mo más. El segmento resultante B 1 B 2 caracteriza la presión al final de la línea de suministro. Desde el punto B 1, la pérdida de presión en la tubería de suministro ∆Н p se pospone hacia arriba y se traza una línea horizontal B 3 A 1.
Figura 2.a - construcción de un gráfico piezométrico; b - gráfico piezométrico de una red de calefacción de dos tubos
Desde la línea A 1 B 3 hacia abajo, las pérdidas de presión se depositan en la sección de la línea de suministro desde la fuente de calor hasta el final de las secciones calculadas individuales, y la línea piezométrica A 1 B 1 de la línea de suministro se construye de manera similar a la anterior. uno.
Con sistemas PZT cerrados y diámetros de tubería iguales de las líneas de suministro y retorno, la línea piezométrica A 1 B 1 es una imagen especular de la línea A 2 B 2. Desde el punto A, la pérdida de presión en la sala de calderas de la central térmica o en el circuito de la sala de calderas ∆Н b (10-20 m) se pospone hacia arriba. La presión en el colector de suministro será N n, en el colector de retorno - N sol, y la presión de las bombas de la red será N s.n.
Es importante tener en cuenta que cuando se conectan sistemas locales directamente, la tubería de retorno de la red de calefacción se conecta hidráulicamente al sistema local y la presión en la tubería de retorno se transfiere completamente al sistema local y viceversa.
Durante la construcción inicial del gráfico piezométrico, la presión en el colector de succión de las bombas de la red N vs se tomó de forma arbitraria. Mover el gráfico piezométrico paralelo a sí mismo hacia arriba o hacia abajo le permite aceptar cualquier presión en el lado de succión de las bombas de red y, en consecuencia, en los sistemas locales.
Al elegir la posición del gráfico piezométrico, se deben partir de las siguientes condiciones:
1. La presión (presión) en cualquier punto de la línea de retorno no debe ser superior a la presión de funcionamiento permitida en los sistemas locales, para sistemas de calefacción nuevos (con convectores) la presión de funcionamiento es de 0,1 MPa (10 m de columna de agua), para Sistemas con radiadores de hierro fundido de 0,5-0,6 MPa (columna de agua de 50-60 m).
2. La presión en la tubería de retorno debe garantizar que las tuberías superiores y los dispositivos de los sistemas de calefacción local estén llenos de agua.
3. La presión en la línea de retorno, para evitar la formación de vacío, no debe ser inferior a 0,05-0,1 MPa (5-10 m de columna de agua).
4. La presión en el lado de succión de la bomba de red no debe ser inferior a 0,05 MPa (5 m de columna de agua).
5. La presión en cualquier punto de la tubería de suministro debe ser mayor que la presión de ebullición a la temperatura máxima (de diseño) del refrigerante.
6. La presión disponible en el punto final de la red debe ser igual o mayor que la pérdida de presión calculada en la entrada del abonado para el flujo de refrigerante calculado.
7. En verano, la presión en las tuberías de ida y retorno es mayor que la presión estática en el sistema de agua caliente sanitaria.
Estado estático del sistema de calefacción central. Cuando las bombas de la red se detienen y se detiene la circulación de agua en el sistema de calefacción central, se pasa de un estado dinámico a uno estático. En este caso, las presiones en las líneas de suministro y retorno de la red de calefacción se igualarán, las líneas piezométricas se fusionarán en una: la línea de presión estática, y en el gráfico tomará una posición intermedia, determinada por la presión del dispositivo de compensación de la fuente MDH.
La presión del dispositivo de reposición la establece el personal de la estación, ya sea mediante el punto más alto de la tubería del sistema local directamente conectado a la red de calefacción, o mediante la presión de vapor de agua sobrecalentada en el punto más alto de la tubería. Así, por ejemplo, a la temperatura de diseño del refrigerante T 1 = 150 °C, la presión en el punto más alto de la tubería con agua sobrecalentada será igual a 0,38 MPa (38 m de columna de agua), y a T 1 = 130 °C - 0,18 MPa (columna de agua de 18 m).
Sin embargo, en todos los casos, la presión estática en los sistemas de abonados bajos no debe exceder la presión de funcionamiento permitida de 0,5 a 0,6 MPa (5 a 6 atm). Si se excede, estos sistemas deben transferirse a un esquema de conexión independiente. Se puede reducir la presión estática en las redes de calefacción desconectando automáticamente los edificios altos de la red.
En casos de emergencia, en caso de una pérdida total del suministro de energía a la estación (deteniendo la red y las bombas de reabastecimiento), la circulación y el reabastecimiento se detendrán, mientras que las presiones en ambas líneas de la red de calefacción se igualarán a lo largo la línea de presión estática, que comenzará a disminuir lenta y gradualmente debido a la fuga de agua de la red a través de fugas y su enfriamiento en las tuberías. En este caso, la ebullición de agua sobrecalentada en las tuberías es posible con la formación de esclusas de vapor. La reanudación de la circulación del agua en tales casos puede provocar fuertes golpes de ariete en las tuberías con posibles daños a los accesorios, dispositivos de calefacción, etc. Para evitar este fenómeno, la circulación del agua en el sistema de calefacción central debe comenzar solo después de que se haya restablecido la presión en las tuberías. reponiendo la red de calefacción a un nivel no inferior al estático.
Para garantizar un funcionamiento fiable de las redes de calefacción y los sistemas locales, es necesario limitar las posibles fluctuaciones de presión en la red de calefacción a límites aceptables. Para mantener el nivel de presión requerido en la red de calefacción y los sistemas locales, en un punto de la red de calefacción (y en condiciones de terreno difíciles, en varios puntos), se mantiene artificialmente una presión constante en todos los modos de funcionamiento de la red y durante el funcionamiento estático. condiciones utilizando un dispositivo de maquillaje.
Los puntos en los que la presión se mantiene constante se denominan puntos neutros del sistema. La presión suele estar asegurada en el conducto de retorno. En este caso, el punto neutro está ubicado en la intersección del piezómetro inverso con la línea de presión estática (punto NT en la Fig. 2, b), mantener una presión constante en el punto neutro y reponer las fugas de refrigerante se realiza mediante reposición. bombas de la central térmica o RTS, KTS a través de un dispositivo de reposición automatizado. Los reguladores automáticos se instalan en la línea de reposición y funcionan según el principio de reguladores "después" y "antes" (Fig. 3).
Figura 3. 1 - bomba de red; 2 - bomba de maquillaje; 3 - calentador de agua para calefacción; 4 - válvula reguladora de maquillaje
Las presiones de las bombas de la red N s.n se consideran iguales a la suma de las pérdidas de presión hidráulica (como máximo, el caudal de agua de diseño): en las tuberías de suministro y retorno de la red de calefacción, en el sistema del abonado (incluidas las entradas al edificio ), en la instalación de calderas de la central térmica, en sus calderas de pico o en la sala de calderas Las fuentes de calor deben tener al menos dos bombas de red y dos de reposición, de las cuales una es de reserva.
Se supone que la cantidad de recarga para sistemas cerrados de suministro de calor es del 0,25% del volumen de agua en las tuberías de las redes de calefacción y en los sistemas de abonado conectados a la red de calefacción, h.
En esquemas con extracción directa de agua, se considera que la cantidad de recarga es igual a la suma del consumo de agua calculado para el suministro de agua caliente y la cantidad de fuga en la cantidad del 0,25% de la capacidad del sistema. La capacidad de los sistemas de calefacción está determinada por los diámetros y longitudes reales de las tuberías o por estándares agregados, m 3 / MW:
La desunión que se ha desarrollado sobre la base de la propiedad en la organización del funcionamiento y gestión de los sistemas de suministro de calor urbano tiene el impacto más negativo tanto en el nivel técnico de su funcionamiento como en su eficiencia económica. Se señaló anteriormente que el funcionamiento de cada sistema de suministro de calor específico lo llevan a cabo varias organizaciones (a veces "subsidiarias" de la principal). Sin embargo, la especificidad de los sistemas de calefacción urbana, principalmente las redes de calefacción, está determinada por la estrecha conexión de los procesos tecnológicos de su funcionamiento y los regímenes hidráulicos y térmicos uniformes. El modo hidráulico del sistema de suministro de calor, que es el factor determinante en el funcionamiento del sistema, es extremadamente inestable por su naturaleza, lo que hace que los sistemas de suministro de calor sean difíciles de controlar en comparación con otros sistemas de ingeniería urbana (electricidad, gas, suministro de agua). .
Ninguno de los eslabones de los sistemas de calefacción urbana (fuente de calor, redes principales y de distribución, puntos de calefacción) puede proporcionar de forma independiente los modos tecnológicos requeridos de funcionamiento del sistema en su conjunto y, en consecuencia, el resultado final: confiable y de alta calidad. suministro de calor a los consumidores. Lo ideal en este sentido es una estructura organizativa en la que las fuentes de suministro de calor y las redes de calefacción estén bajo la jurisdicción de una estructura empresarial.