Construction de graphiques piézométriques. Objectif du graphique piézométrique

Les systèmes de chauffage des bâtiments sont raccordés aux réseaux de chauffage de l'eau à des fins diverses, unités de chauffage systèmes de ventilation, systèmes d'approvisionnement en eau chaude. Les bâtiments peuvent être situés à différents points du terrain, différant par leurs marques géodésiques et avoir des hauteurs différentes. Les systèmes de chauffage des bâtiments peuvent être conçus pour fonctionner avec différentes températures eau. Dans ces cas, il est important de déterminer au préalable la pression et la pression en tout point du réseau.

Un graphique de pression (graphique piézométrique) est construit pour déterminer la pression en tout point du réseau et des systèmes consommateurs de chaleur afin de vérifier le respect de la résistance à la pression maximale des éléments des systèmes d'alimentation en chaleur. Sur la base du programme de pression, des schémas de raccordement des consommateurs au réseau de chaleur sont sélectionnés et les équipements du réseau de chaleur sont sélectionnés. Le graphique est construit pour deux modes de fonctionnement du système d'alimentation en chaleur - statique et dynamique. Le mode statique est caractérisé par une pression dans le réseau lorsque le réseau ne fonctionne pas, mais que les pompes d'appoint sont allumées. Le mode dynamique caractérise les pressions qui apparaissent dans le réseau et dans les systèmes consommateurs de chaleur lorsque le système d'alimentation en chaleur fonctionne, les pompes du réseau fonctionnent et lorsque le liquide de refroidissement est en mouvement.

Des graphiques sont développés pour le réseau de chaleur principal et les branches longues.

Un graphique piézométrique (graphique de pression) ne peut être construit qu'après avoir effectué un calcul hydraulique des canalisations - basé sur les chutes de pression calculées dans les sections du réseau.

Le graphique est construit selon deux axes : vertical et horizontal. L'axe vertical montre les pressions en tout point du réseau, les pressions des pompes, le profil du réseau, les hauteurs systèmes de chauffage en mètres. Un exemple de construction d'un graphique est présenté sur la figure 6 de l'annexe 9. Les longueurs des sections individuelles du réseau sont tracées le long de l'axe horizontal, illustré position relative horizontalement des consommateurs de chaleur caractéristiques.

L'emplacement d'installation doit être considéré comme le repère zéro pompes de réseau. Au préalable, la pression côté aspiration des pompes du réseau N BC est prise égale à 10-15 m.

À l'aide des lignes horizontales connues sur le plan général, tracez le profil du terrain pour l'autoroute et les embranchements. Afficher les hauteurs et les lignes des bâtiments pression statique; montrer les pressions du réseau et des pompes d'appoint. Les pressions du consommateur le plus éloigné doivent être d'au moins 20 à 25 m de colonne d'eau. La perte de pression dans la source de chaleur est supposée être de 20 à 25 m de colonne d'eau.

Le graphique piézométrique construit doit satisfaire aux conditions suivantes spécifications techniques:

a) la pression dans les systèmes de chauffage local des bâtiments ne doit pas dépasser 60 m de colonne d'eau. Si dans plusieurs bâtiments cette pression est supérieure à 60 m, alors leurs systèmes locaux sont connectés selon un schéma indépendant ;

b) la pression piézométrique dans la conduite de retour doit être d'au moins 5 m pour empêcher l'air de s'infiltrer dans le système ;

c) la pression dans la conduite d'aspiration des pompes du réseau doit être d'au moins 5 m ;

d) la pression dans la conduite de retour, tant en mode statique que dynamique (lors du fonctionnement des pompes du réseau), ne doit pas être inférieure à la hauteur statique des bâtiments.

Si, pour certains bâtiments, cela ne peut pas être réalisé, il est alors nécessaire d'installer un régulateur de « retour d'eau » après le système de chauffage du bâtiment ;

e) la pression piézométrique en tout point de la conduite d'alimentation doit être supérieure à la pression de saturation à une température donnée du liquide de refroidissement (condition sans ébullition). Par exemple, lorsque la température de l'eau du réseau est de 100°C, le piézomètre tombant doit être à plus de 38 m du niveau du sol ;

f) la pression totale derrière les pompes du réseau, mesurée au piézomètre à partir du repère zéro, doit être inférieure à la pression autorisée dans les conditions de résistance des réchauffeurs du réseau (140-150 m).

Lorsque la chaleur est fournie par des chaudières à eau chaude, cette valeur peut atteindre jusqu'à 250 m.

Le choix des schémas de raccordement des systèmes de chauffage au réseau de chaleur se fait en fonction du planning.

Dans les schémas dépendants des systèmes de chauffage avec mélange d'ascenseur, il est nécessaire que la pression piézométrique dans la conduite de retour en modes dynamique et statique ne dépasse pas 60 m, et celle située à l'entrée du bâtiment soit d'au moins 15 m (accepter 20- 25 m dans les calculs) pour maintenir le coefficient de déplacement de l'ascenseur requis.

Si dans ces conditions, la pression disponible à l'entrée du bâtiment est inférieure à 15 m, utiliser pompe centrifuge, installé sur le cavalier.

Pour les systèmes de chauffage dans lesquels la pression dans la conduite de retour de l'entrée du réseau de chauffage et en mode dynamique dépasse les valeurs admissibles, il est nécessaire d'installer une pompe sur la conduite de retour de l'entrée.

Si la pression piézométrique hydrodynamique dans la conduite de retour est inférieure à celle requise par les conditions de remplissage installation de chauffage eau du réseau, c'est-à-dire moins de hauteur installation de chauffage, puis un régulateur de pression « aval » (RDDS) est installé sur le retour de l'entrée de l'abonné.

Lors du raccordement de systèmes de chauffage selon un circuit indépendant, la pression dans la conduite de retour de l'entrée du réseau de chauffage en modes hydrodynamique et statique ne doit pas dépasser la valeur admissible (100 m) de la condition résistance mécanique chauffe-eau.

Nous résumons les résultats du choix des schémas de raccordement des systèmes de chauffage grand public au réseau de chaleur dans le tableau 7.1, à l'instar des exemples donnés.

Tableau 7.1 – Sélection des schémas de raccordement du système de chauffage

Le graphique piézométrique est développé pour deux modes. Premièrement, pour le mode statique, lorsqu'il n'y a pas de circulation d'eau dans le système de chauffage. On suppose que le système est rempli d'eau à une température de 100°C, éliminant ainsi le besoin de maintenir surpression dans les tuyaux de chauffage pour éviter l'ébullition du liquide de refroidissement. Deuxièmement, pour le mode hydrodynamique - en présence de circulation de liquide de refroidissement dans le système.

L'élaboration du planning commence par le mode statique. Dans un premier temps, ils recherchent la possibilité d'une telle disposition sur le graphique de la ligne de pression statique totale afin que tous les abonnés puissent être raccordés au réseau de chaleur selon un circuit dépendant. Pour ce faire, la pression statique ne doit pas dépasser ce qui est admissible en fonction de la solidité des installations des abonnés et doit garantir que les systèmes locaux sont remplis d'eau. La présence d'une zone statique commune à l'ensemble du système d'alimentation en chaleur simplifie son fonctionnement et augmente son fonctionnement. fiabilité. Il est possible d'établir un niveau uniforme de pression statique uniquement avec une localité topographique calme de la zone d'approvisionnement en chaleur s'il existe une différence significative dans les élévations géodésiques du terrain, en établissant un commun.
la zone statique est impossible en raison de les raisons suivantes. La position la plus basse du niveau de pression statique est déterminée à partir des conditions de remplissage d'eau des systèmes locaux et de garantie qu'aux points les plus élevés des systèmes des bâtiments les plus hauts situés dans la zone des marques géodésiques les plus élevées, une surpression d'au moins 0,05 MPa. Cette pression s’avère inacceptable pour les bâtiments situés dans la partie de la zone présentant les élévations géodésiques les plus basses. Dans de telles conditions, il devient nécessaire de diviser le système d’alimentation en chaleur en deux zones statiques. Une zone correspond à une partie de la zone d'approvisionnement en chaleur avec des élévations géodésiques faibles, l'autre avec des élévations géodésiques élevées.

Sur la fig. 8 9 montre le graphique piézométrique et schéma de circuit systèmes d'alimentation en chaleur pour une zone présentant une différence significative de repères géodésiques au niveau du sol (40 m). La partie de la zone adjacente à la source d'alimentation en chaleur n'a aucune marque géodésique, dans la partie périphérique de la zone les marques sont de 40 m. La hauteur des bâtiments est de 30 et 45 m. Pour pouvoir remplir les systèmes de chauffage des bâtiments. III et IV, situés au repère 40 m, avec de l'eau et en créant aux points les plus hauts des systèmes de surpression de 5 m, le niveau de pression statique totale doit se situer aux environs de 75 m (ligne S2-S2). Dans ce cas, la hauteur statique sera égale à 35 m. Toutefois, une hauteur de chute de 75 m est inacceptable pour les bâtiments I et II, situés au rez-de-chaussée. zéro Pour eux, la position la plus élevée autorisée du niveau de statique complète

Lators RDDS (10) et RD2 (9), DN 0 pґ, - pression activée sur la vanne de régulation RDDS

En mode hydrodynamique, I-IV - abonnés, / - réservoir d'eau d'appoint, 2, 3 - pompe d'appoint et régulateur d'appoint de zone inférieure, 4 - pompe amont, 5 - chauffe-eau vapeur-chauffage urbain, 6 - pompe du réseau, 7 - chauffage de l'eau de pointe, 8 , 9 - pompe d'appoint et régulateur d'appoint de zone supérieure, 10 - régulateur de pression "amont" RDDS 11 - clapet anti-retour de pression correspond à la barre des 60 m Ainsi, sous la. Dans les conditions considérées, il est impossible d'établir une zone statique commune à l'ensemble du système d'alimentation en chaleur.

Une solution possible consiste à diviser le système d'alimentation en chaleur en deux zones avec des niveaux différents de hauteurs statiques totales - la zone inférieure avec un niveau de 50 m (ligne 5] -Si) et la zone supérieure avec un niveau de 75 m (ligne S2 -S2). Avec cette solution, tous les consommateurs peuvent être connectés au système d'alimentation en chaleur selon un schéma dépendant, puisque les pressions statiques dans les zones inférieure et supérieure sont dans des limites acceptables. .

Pour que lorsque la circulation de l'eau dans le système s'arrête, les niveaux de pression statique soient établis conformément aux deux niveaux acceptés, un dispositif de séparation est placé au point de leur raccordement (voir Fig. 8.9, b). Ce dispositif protège le réseau de chaleur des hypertension artérielle lorsque les pompes de circulation s'arrêtent, il le coupe automatiquement en deux zones hydrauliquement indépendantes : supérieure et inférieure.

Lorsque les pompes de circulation sont arrêtées, la chute de pression dans la canalisation de retour de la zone supérieure est évitée par le régulateur de pression « amont » RDDS 10, qui maintient une pression de consigne constante Yardds au point de prise d'impulsion. Lorsque la pression chute, il se ferme. Une chute de pression dans la conduite d'alimentation est évitée par un clapet anti-retour 11, qui est également fermé. Ainsi, le RDDS et le clapet anti-retour coupent le réseau de chaleur en deux zones. Pour alimenter la zone supérieure, une pompe d'appoint 8 est installée, qui prélève l'eau de la zone inférieure et la refoule vers le haut, ainsi qu'un régulateur d'appoint 9. La pression développée par la pompe est égale à la différence entre la charges hydrostatiques des zones supérieure et inférieure. La zone inférieure est alimentée par la pompe d'appoint 2 et un régulateur d'appoint 3.

Le régulateur RDDS est réglé sur la pression Yards (voir Fig. 8.9, a). Le régulateur d'appoint RD2 est réglé à la même pression.

En mode hydrodynamique, le régulateur RDDS maintient la pression au même niveau. Au début du réseau, une pompe d'alimentation avec régulateur maintient la pression Hoi. La différence entre ces pressions sert à vaincre la résistance hydraulique dans la conduite de retour entre le dispositif de séparation et pompe de circulation source de chaleur, le reste de la pression est activé dans la sous-station d'étranglement au niveau de la vanne RDDS. Sur la fig. 8.9, et cette partie de la pression est indiquée par la valeur AYardds. La sous-station papillon en mode hydrodynamique permet de maintenir la pression dans la conduite de retour de la zone supérieure non inférieure au niveau accepté de pression statique S2 - S2.

Les lignes piézométriques correspondant au régime hydrodynamique sont représentées sur la Fig. 8.9, une. La pression la plus élevée dans la canalisation de retour au niveau du consommateur IV est de 90-40 = 50 m, ce qui est acceptable. La pression dans la conduite de retour de la zone inférieure se situe également dans des limites acceptables.

Dans la canalisation d'alimentation, la pression maximale après la source de chaleur est de 160 m, ce qui ne dépasse pas ce qui est admissible en fonction des conditions de résistance* des canalisations. La pression piézométrique minimale dans la conduite d'alimentation est de 110 m, ce qui garantit que le liquide de refroidissement à haute température ne déborde pas, car à une température de conception de 150°C, la pression minimale admissible est de 40 m.

Ainsi, le graphique piézométrique développé pour les modes statique et hydrodynamique offre la possibilité de connecter tous les abonnés selon un circuit dépendant.

Aux autres solution possible mode hydrostatique du système de chauffage illustré à la Fig. 8.9, est la connexion d'un certain nombre d'abonnés selon un schéma indépendant. Il peut y avoir deux options ici. La première option consiste à régler le niveau de pression statique global sur
marque 50 m (ligne Si - Si), et les bâtiments situés sur les marques géodésiques supérieures doivent être reliés selon un schéma indépendant. Dans ce cas, la pression statique dans les chauffe-eau des bâtiments de la zone supérieure du côté du liquide de refroidissement chauffant sera de 50-40 = 10 m, et du côté du liquide de refroidissement chauffé sera déterminée par la hauteur de les bâtiments. La deuxième option est de fixer le niveau général de pression statique à 75 m (ligne S2 - Ss) avec le raccordement des bâtiments de la zone supérieure selon un schéma dépendant, et des bâtiments de la zone inférieure - selon un schéma indépendant . Dans ce cas, la pression statique dans les chauffe-eau du côté du fluide caloporteur sera égale à 75 m, c'est-à-dire inférieure à la valeur admissible (100 m).

Lorsque le terrain est calme, mais que les réseaux de chaleur sont longs, il est nécessaire d'installer des postes de surpression par pompage sur les conduites d'alimentation et de retour. Cela est dû au fait que les pertes de charge admissibles dans les canalisations d'alimentation et de retour sont insuffisantes pour assurer des pentes hydrauliques optimales, et leur augmentation en installant des pompes de circulation développant des pressions élevées est impossible en raison de la résistance des canalisations et. Lors de l'installation de sous-stations de surpression le long du tracé du réseau de chaleur, la pression totale des pompes augmente, assurant la circulation de l'eau dans le système, et les pentes hydrauliques augmentent tandis que la position des limites supérieure et inférieure des pressions dans les canalisations d'alimentation et de retour reste inchangée. . L'installation de sous-stations de surpression permet également d'augmenter débit système d'alimentation en chaleur existant.

Sur la fig. 8.10 ci-dessus montre un graphique piézométrique d'un réseau de chaleur longue distance, et ci-dessous montre l'emplacement de la source de chaleur, des canalisations et des stations de pompage. Si, tout en maintenant la charge du réseau de chaleur et les pentes des lignes piézométriques, on se limite à installer uniquement des pompes de circulation au niveau de la station, alors elles doivent développer une pression de 140 + 40 + 40 = 220 m La pression piézométrique maximale. au début du réseau sera de 210 m, ce qui est inacceptable en raison de la solidité des canalisations. Un tel graphique piézométrique est présenté sur la Fig. 8.10 ligne pointillée. La pression dans la conduite de retour en extrémité de la conduite principale est de 100 m, ce qui ne permet pas de raccorder les consommateurs selon un circuit dépendant. Cette pression est la limite pour un indépendant

Riz. 8.10. Graphique piézométrique. réseau de chaleur longue distance

1 - source de chaleur ;

2 - emplacement des pompes de surpression sur les canalisations de chaleur d'alimentation et de retour ; 3 - abonné final ; S - S - ligne de pression statique totale ; #„, N N,

Np. et n. n

Pressions développées par les pompes : réseau, appoint, surpresseur sur la ligne d'alimentation, surpresseur sur la ligne de retour ;

I3 - hauteur des bâtiments
connexion. Lors de l'installation de sous-stations de pompage, la pression de la pompe de circulation* de la source de chaleur est réduite à 140 m, et la pression maximale au début du réseau est réduite à 130 m, soit au niveau admissible. Dans ce cas, la baisse de pression dans la canalisation d'alimentation entre la source de chaleur et le poste de pompage n'entraîne pas de baisse de pression inacceptable en extrémité du réseau. Les pompes de surpression augmentent la pression dans cette zone de 80 à 120 m. Suite à cette décision, la pression dans la canalisation d'alimentation varie de 80 à 130 m.

Le poste sur le retour réduit la pression à l'extrémité du réseau entre le poste et l'abonné 3. Dans cette zone, la pression dans le retour ne dépasse pas la valeur admissible de 60 m.

Ainsi, grâce à l'installation de sous-stations de pompage de surpression sur un réseau de chaleur longue distance, il est possible de maintenir l'emplacement des conduites piézométriques dans les conduites d'alimentation et de retour dans des limites acceptables tout en maintenant une perte de charge spécifique économiquement justifiée.

Si le terrain diminue à cause de la source de chaleur, la pression dans la conduite de retour de la zone périphérique de la zone augmente considérablement et peut dépasser les limites admissibles. Pour réduire la pression dans cette partie de la conduite de retour, une sous-station de pompage de surpression y est installée. Un tel cas est illustré sur la Fig. 8.11. Si vous n'installez pas de sous-station de pompage sur la conduite de retour, alors la pression chez l'utilisateur final 3 sera égale à 60 + 30 = 90 m, ce qui ne permettra pas connexion dépendante. Conduites piézométriques de caloducs d'alimentation et de retour pour le système b. Sans sous-station de pompage avec une pression développée par une pompe de circulation de 130 + 30 = 160 m sont illustrés à la Fig. 8.11 ligne pointillée. La pression maximale dans la conduite d'alimentation s'avère être de 140+30=170 m, c'est-à-dire dépasse celle autorisée (160 m). Suite à l'installation de pompes de surpression sur le caloduc de retour, la ligne piézométrique du caloduc de soufflage chute de 30 m à égale distance et la pression dans le caloduc de retour entre la sous-station de pompage et l'utilisateur final est dans la zone

Riz. 8 12. Graphique piézométrique d'un réseau de chaleur avec un terrain considérablement réduit de la source de chaleur et division du système en deux zones statiques l - graphique piézométrique, schéma de circuit B systèmes d'approvisionnement en chaleur; /-IV - abonnés ; Si - Si - ligne de pression statique totale dans la zone supérieure ; S2 - Sj - ligne de pression statique totale dans la zone inférieure ; 1 - machine à découper ; 2 - pompe de surpression ; 3 - Régulateur d'alimentation zone inférieure

Divisez le système en deux zones statiques : la zone supérieure près de la source et la zone inférieure à la périphérie. Un tel cas est illustré sur la Fig. 8.12. Pour réduire la pression dans la conduite de retour, une sous-station de pompage a été installée en bout de conduite au point M. Les pompes développent une hauteur de chute de 40 m. Cela permet de réduire la hauteur de chute développée par les pompes du réseau à 85 m et, par conséquent, de réduire la pression dans la conduite d'alimentation.

Le réseau de chaleur est divisé en deux zones statiques : la zone supérieure à proximité de la source de chaleur avec une hauteur piézométrique de 50 m et la zone inférieure en partie périphérique du réseau avec une hauteur piézométrique de 50 m pour diviser le réseau lors des pompes. sont arrêtés dans deux zones statiques, une machine de découpe 1 est installée sur la conduite d'alimentation et sur la conduite de retour il y a un clapet anti-retour. Lorsque les pompes s'arrêtent, la pression dans les canalisations commence à s'égaliser et la pression dans la canalisation de retour augmente dans la zone allant de la sous-station de pompage au point final IV. L'augmentation de pression est transmise par le tube d'impulsion au régulateur qui contrôle la vanne de coupe, la vanne se ferme et sépare hydrauliquement la conduite d'alimentation en deux zones. L'écoulement de l'eau de la zone supérieure vers la zone inférieure est empêché par un clapet anti-retour installé sur la conduite de retour. De ce fait, en mode statique le réseau sera divisé en deux zones de niveaux Si - Si et S2 - 52.

Le maintien du niveau statique de la zone supérieure est assuré par le dispositif d'alimentation de la source de chaleur. Le maintien du niveau statique de la zone inférieure est assuré par un papillon des gaz à deux impulsions 3. L'impulsion principale est la pression dans la conduite de retour, celle de résolution est la pression dans la conduite d'alimentation de la zone inférieure.

Le graphique piézométrique montre le terrain, la hauteur des bâtiments attenants et la pression dans le réseau sur une échelle. À l'aide de ce graphique, il est facile de déterminer la pression et la pression disponible en tout point du réseau et des systèmes d'abonnés.

Le niveau 1 – 1 est considéré comme le plan horizontal de référence de pression (voir Fig. 6.5). Ligne P1 – P4 – graphique des pressions des conduites d’alimentation. Ligne O1 – O4 – graphique de pression de la conduite de retour. N o1 – pression totale sur le collecteur de retour de la source ; Nсн – pression de la pompe du réseau ; N st – pleine pression de la pompe d'appoint, ou pleine pression statique dans le réseau de chauffage ; N à– pression totale en t.K au refoulement de la pompe du réseau ; D H t – perte de pression dans l'installation de traitement thermique ; N p1 – pression totale sur le collecteur d'alimentation, N n1 = N k–D H t. Pression d'alimentation en eau disponible au niveau du collecteur CHP N 1 =N p1 - N o1. Pression en tout point du réseau je noté comme N p je, H oi – pressions totales dans les canalisations aller et retour. Si la hauteur géodésique en un point je Il y a Z je , alors la pression piézométrique en ce point est N p je – Z je , H oh je -Z i dans les pipelines aller et retour, respectivement. Tête disponible au point je il y a une différence de pressions piézométriques dans les canalisations aller et retour - N p je – H oh. La pression disponible dans le réseau de chaleur au point de raccordement de l'abonné D est N 4 = N p4 – N o4.

Figure 6.5. Schéma (a) et graphique piézométrique (b) d'un réseau de chaleur bitube

Il y a une perte de pression dans la conduite d'alimentation dans les sections 1 à 4 . Il y a une perte de pression dans la conduite de retour dans les sections 1 à 4 . Lorsque la pompe du réseau fonctionne, la pression N La vitesse de la pompe de charge est régulée par un régulateur de pression pour N o1. Lorsque la pompe du réseau s'arrête, une pression statique s'établit dans le réseau N st, développé par la pompe de maquillage.

Lors du calcul hydraulique d'une canalisation de vapeur, le profil de la canalisation de vapeur peut ne pas être pris en compte en raison de la faible densité de la vapeur. Pertes de pression des abonnés, par exemple , dépend du schéma de connexion de l'abonné. Avec ascenseur mélangeur D N e = 10...15 m, avec entrée sans ascenseur – D n BE =2...5 m, en présence de surfaces chauffantes D N n =5...10 m, avec pompe mélangeuse D N ns = 2…4 m.

Exigences relatives aux conditions de pression dans le réseau de chauffage :

En aucun point du système, la pression ne doit dépasser la valeur maximale autorisée. Les canalisations du système d'alimentation en chaleur sont conçues pour 16 ata, les canalisations des systèmes locaux sont conçues pour une pression de 6...7 ata ;

Pour éviter les fuites d'air en tout point du système, la pression doit être d'au moins 1,5 atm. De plus, cette condition est nécessaire pour éviter la cavitation de la pompe ;

En tout point du système, la pression ne doit pas être inférieure à la pression de saturation à une température donnée pour éviter l’ébullition de l’eau.

Le graphique piézométrique montre le terrain, la hauteur des bâtiments attenants et la pression dans le réseau sur une échelle. À l'aide de ce graphique, il est facile de déterminer la pression et la pression disponible en tout point du réseau et des systèmes d'abonnés.

Le niveau 1 – 1 est considéré comme le plan horizontal de référence de pression (voir Fig. 6.5). Ligne P1 – P4 – graphique des pressions des conduites d’alimentation. Ligne O1 – O4 – graphique de pression de la conduite de retour. N o1 – pression totale sur le collecteur de retour de la source ; Nсн – pression de la pompe du réseau ; N st – pleine pression de la pompe d'appoint, ou pleine pression statique dans le réseau de chauffage ; N à– pression totale en t.K au refoulement de la pompe du réseau ; D H t – perte de pression dans l'installation de traitement thermique ; N p1 – pression totale sur le collecteur d'alimentation, N n1 = N k–D H t. Pression d'alimentation en eau disponible au niveau du collecteur CHP N 1 =N p1 - N o1. Pression en tout point du réseau je noté comme N p je, H oi – pressions totales dans les canalisations aller et retour. Si la hauteur géodésique en un point je Il y a Z je , alors la pression piézométrique en ce point est N p je – Z je , H oh je -Z i dans les pipelines aller et retour, respectivement. Tête disponible au point je il y a une différence de pressions piézométriques dans les canalisations aller et retour - N p je – H oh. La pression disponible dans le réseau de chaleur au point de raccordement de l'abonné D est N 4 = N p4 – N o4.

Figure 6.5. Schéma (a) et graphique piézométrique (b) d'un réseau de chaleur bitube

Il y a une perte de pression dans la conduite d'alimentation dans les sections 1 à 4 . Il y a une perte de pression dans la conduite de retour dans les sections 1 à 4 . Lorsque la pompe du réseau fonctionne, la pression N La vitesse de la pompe de charge est régulée par un régulateur de pression pour N o1. Lorsque la pompe du réseau s'arrête, une pression statique s'établit dans le réseau N st, développé par la pompe de maquillage.

Lors du calcul hydraulique d'une canalisation de vapeur, le profil de la canalisation de vapeur peut ne pas être pris en compte en raison de la faible densité de la vapeur. Pertes de pression des abonnés, par exemple , dépend du schéma de connexion de l'abonné. Avec ascenseur mélangeur D N e = 10...15 m, avec entrée sans ascenseur – D n BE =2...5 m, en présence de surfaces chauffantes D N n =5...10 m, avec pompe mélangeuse D N ns = 2…4 m.

Exigences relatives aux conditions de pression dans le réseau de chauffage :

En aucun point du système, la pression ne doit dépasser la valeur maximale autorisée. Les canalisations du système d'alimentation en chaleur sont conçues pour 16 ata, les canalisations des systèmes locaux sont conçues pour une pression de 6...7 ata ;

Pour éviter les fuites d'air en tout point du système, la pression doit être d'au moins 1,5 atm. De plus, cette condition est nécessaire pour éviter la cavitation de la pompe ;

En tout point du système, la pression ne doit pas être inférieure à la pression de saturation à une température donnée pour éviter l’ébullition de l’eau.

Fin des travaux -

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Calcul hydraulique des réseaux de chaleur

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Les coûts estimés du liquide de refroidissement pour les différentes sections du réseau de chaleur sont déterminés comme la somme des coûts des abonnés individuels, en tenant compte du schéma de raccordement des réchauffeurs d'ECS. De plus, il est nécessaire de connaître les pertes de charge spécifiques optimales dans les canalisations, qui sont préalablement déterminées par des calculs techniques et économiques. Ils sont généralement pris égaux à 0,3-0,6 kPa (3-6 kgf/m2) pour les réseaux de chaleur principaux et jusqu'à 2 kPa (20 kgf/m2) pour les dérivations.

Lors de l'exécution de calculs hydrauliques, les tâches suivantes sont résolues : 1) déterminer les diamètres des canalisations ; 2) détermination de la chute de pression ; 3) détermination des pressions actuelles en différents points du réseau ; 4) définition pressions admissibles dans les canalisations sous différents modes et conditions de fonctionnement du réseau de chaleur.

Lors de la réalisation de calculs hydrauliques, des schémas et un profil géodésique de la conduite de chauffage sont utilisés, indiquant l'emplacement des sources d'alimentation en chaleur, des consommateurs de chaleur et des charges de conception. Pour accélérer et simplifier les calculs, à la place des tableaux, des nomogrammes logarithmiques des calculs hydrauliques sont utilisés (Fig. 1), et dans dernières années- programmes informatiques de calcul et de graphisme.

Graphique 1.

GRAPHIQUE PIÉZOMÉTRIQUE

Lors de la conception et dans la pratique opérationnelle, les graphiques piézométriques sont largement utilisés pour prendre en compte l'influence mutuelle du profil géodésique de la zone, de la hauteur des systèmes d'abonnés et des pressions de fonctionnement dans le réseau de chaleur. À partir d'eux, il est facile de déterminer la pression (pression) et la pression disponible en tout point du réseau et du système d'abonné pour l'état dynamique et statique du système. Considérons la construction graphique piézométrique, dans ce cas, nous supposerons que la pression et la pression, la chute de pression et la perte de pression sont liées par les dépendances suivantes : H = p/γ, m (Pa/m) ; ∆Н = ∆р/ γ, m (Pa/m) ; et h = R/ γ (Pa), où Н et ∆Н - pression et perte de pression, m (Pa/m) ; р et ∆р - pression et chute de pression, kgf/m 2 (Pa) ; γ - densité de masse du liquide de refroidissement, kg/m3 ; h et R - perte de pression spécifique (valeur sans dimension) et chute de pression spécifique, kgf/m 2 (Pa/m).

Lors de la construction d'un graphe piézométrique en mode dynamique, l'axe des pompes du réseau est pris comme origine des coordonnées ; prenant ce point comme zéro conditionnel, ils construisent un profil de terrain le long du tracé de l'autoroute principale et le long des embranchements caractéristiques (dont les élévations diffèrent des élévations de l'autoroute principale). Les hauteurs des bâtiments raccordés sont tracées sur le profil sur une échelle, puis, après avoir préalablement supposé une pression côté aspiration du réseau pompes collecteur H soleil = 10-15 m, la ligne horizontale A 2 B 4 est tracée (Fig. .2,a). A partir du point A 2, les longueurs des sections calculées des caloducs sont tracées le long de l'axe des abscisses (avec un total cumulé), et le long de l'axe des ordonnées à partir des points d'extrémité des sections calculées - la perte de charge Σ∆H dans ces sections . En vous connectant points forts de ces segments, on obtient une ligne brisée A 2 B 2, qui sera la ligne piézométrique de la ligne de retour. Chaque segment vertical du niveau conditionnel A 2 B 4 à la ligne piézométrique A 2 B 2 indique la perte de charge dans la conduite de retour du point correspondant vers la pompe de circulation de la centrale thermique. À partir du point B 2 sur une échelle, la pression disponible requise pour l'abonné à l'extrémité de la ligne ∆H ab est tracée vers le haut, qui est considérée comme étant de 15 à 20 m ou plus. Le segment résultant B 1 B 2 caractérise la pression à l'extrémité de la conduite d'alimentation. À partir du point B 1, la perte de charge dans la canalisation d'alimentation ∆Н p est reportée vers le haut et une ligne horizontale B 3 A 1 est tracée.

Graphique 2.a - construction d'un graphe piézométrique ; b - graphique piézométrique d'un réseau de chaleur bitube

De la ligne A 1 B 3 vers le bas, les pertes de charge se déposent dans la section de la conduite d'alimentation depuis la source de chaleur jusqu'à l'extrémité des sections calculées individuelles, et la ligne piézométrique A 1 B 1 de la conduite d'alimentation est construite de la même manière que la précédente. un.

Avec des systèmes PZT fermés et des diamètres de tuyaux égaux pour les conduites d'alimentation et de retour, la ligne piézométrique A 1 B 1 est une image miroir de la ligne A 2 B 2. A partir du point A, la perte de charge dans la chaufferie de la centrale thermique ou dans le circuit de la chaufferie ∆Н b (10-20 m) est reportée vers le haut. La pression dans le collecteur d'alimentation sera N n, dans le collecteur de retour - N soleil, et la pression des pompes du réseau sera N s.n.

Il est important de noter que lors du raccordement direct des systèmes locaux, la conduite de retour du réseau de chaleur est reliée hydrauliquement au système local et la pression dans la conduite de retour est entièrement transférée au système local et vice versa.

Lors de la construction initiale du graphique piézométrique, la pression au collecteur d'aspiration des pompes du réseau N vs a été prise arbitrairement. Déplacer le graphique piézométrique parallèlement à lui-même vers le haut ou vers le bas permet d'accepter n'importe quelle pression du côté aspiration des pompes du réseau et, par conséquent, dans les systèmes locaux.

Lors du choix de la position du graphique piézométrique, il faut partir des conditions suivantes :

1. La pression (pression) en tout point de la conduite de retour ne doit pas être supérieure à la pression de fonctionnement admissible dans les systèmes locaux, pour les nouveaux systèmes de chauffage (avec convecteurs) pression de travail 0,1 MPa (colonne d'eau de 10 m), pour les systèmes avec radiateurs en fonte 0,5-0,6 MPa (colonne d'eau de 50 à 60 m).

2. La pression dans la canalisation de retour doit garantir que les conduites supérieures et les appareils des systèmes de chauffage locaux soient remplis d'eau.

3. La pression dans la conduite de retour, afin d'éviter la formation de vide, ne doit pas être inférieure à 0,05-0,1 MPa (5-10 m de colonne d'eau).

4. La pression du côté aspiration de la pompe du réseau ne doit pas être inférieure à 0,05 MPa (5 m de colonne d'eau).

5. La pression en tout point de la canalisation d'alimentation doit être supérieure à la pression d'ébullition à la température maximale (de conception) du liquide de refroidissement.

6. La pression disponible à l'extrémité du réseau doit être égale ou supérieure à la perte de charge calculée à l'entrée de l'abonné pour le débit de liquide de refroidissement calculé.

7.B période estivale la pression dans les conduites d'alimentation et de retour prend plus que la pression statique dans le système ECS.

État statique du système de chauffage central. Lorsque les pompes du réseau s'arrêtent et que la circulation de l'eau dans le système de chauffage central s'arrête, celui-ci passe d'un état dynamique à un état statique. Dans ce cas, les pressions dans les conduites d'alimentation et de retour du réseau de chauffage seront égalisées, les lignes piézométriques fusionneront en une seule - la ligne de pression statique, et sur le graphique elle prendra une position intermédiaire, déterminée par la pression du dispositif d'appoint de la source MDH.

La pression du dispositif d'appoint est réglée par le personnel de la station soit par le point le plus haut de la canalisation du système local directement raccordé au réseau de chaleur, soit par la pression de vapeur de l'eau surchauffée au point le plus haut de la canalisation. Ainsi, par exemple, à la température de conception du liquide de refroidissement T 1 = 150 °C, la pression au point le plus élevé de la canalisation avec de l'eau surchauffée sera égale à 0,38 MPa (38 m de colonne d'eau), et à T 1 = 130 °C - 0,18 MPa (colonne d'eau de 18 m).

Cependant, dans tous les cas, la pression statique dans les systèmes d'abonnés à basse altitude ne doit pas dépasser la pression de fonctionnement admissible de 0,5 à 0,6 MPa (5 à 6 atm). En cas de dépassement, ces systèmes devraient être transférés à régime indépendant accession. La réduction de la pression statique dans les réseaux de chaleur peut être obtenue en arrêt automatiqueà partir d'un réseau d'immeubles de grande hauteur.

En cas d'urgence, en cas de perte totale de l'alimentation électrique de la station (arrêt du réseau et des pompes d'appoint), la circulation et l'appoint s'arrêteront, tandis que les pressions dans les deux conduites du réseau de chaleur seront égalisées le long la ligne de pression statique, qui commencera à diminuer lentement, diminuera progressivement en raison des fuites d'eau du réseau par les fuites et de son refroidissement dans les canalisations. Dans ce cas, l'ébullition de l'eau surchauffée dans les canalisations est possible avec formation de bouchons de vapeur. La reprise de la circulation de l'eau dans de tels cas peut entraîner de graves coups de bélier dans les canalisations avec dommages possibles les raccords, appareils de chauffage etc. Pour éviter ce phénomène, la circulation de l'eau dans le système de chauffage central ne doit être démarrée qu'après que la pression dans les canalisations ait été rétablie en reconstituant le réseau de chauffage à un niveau non inférieur au niveau statique.

Pour assurer fonctionnement fiable réseaux de chaleur et systèmes locaux, il est nécessaire de limiter les éventuelles fluctuations de pression dans le réseau de chaleur à des limites acceptables. Maintenir le niveau de pression requis dans le réseau de chaleur et les systèmes locaux en un point du réseau de chaleur (et lorsque conditions difficiles soulagement - en plusieurs points) maintenir artificiellement une pression constante dans tous les modes de fonctionnement du réseau et en conditions statiques à l'aide d'un dispositif d'appoint.

Les points où la pression est maintenue constante sont appelés points neutres du système. En règle générale, la pression est assurée sur la conduite de retour. Dans ce cas, le point neutre est situé à l'intersection du piézomètre inverse avec la ligne de pression statique (point NT sur la Fig. 2, b), le maintien d'une pression constante au point neutre et la reconstitution des fuites de liquide de refroidissement sont effectués par appoint pompes de la centrale thermique ou RTS, KTS grâce à un dispositif d'appoint automatisé. Des régulateurs automatiques sont installés sur la ligne d'appoint, fonctionnant sur le principe des régulateurs « après » et « avant » (Fig. 3).

Graphique 3. 1 - pompe réseau ; 2 - pompe d'appoint ; 3 - eau de chauffage ; 4 - vanne de régulation d'appoint

Les pressions des pompes du réseau N s.n sont prises égales à la somme des pertes de charge hydrauliques (au maximum - débit estimé eau) : dans les canalisations d'alimentation et de retour du réseau de chaleur, dans le système de l'abonné (y compris les entrées du bâtiment), dans l'installation de chaudière de la centrale thermique, ses chaudières de pointe ou dans la chaufferie. Les sources de chaleur doivent disposer d'au moins deux pompes de réseau et de deux pompes d'appoint, dont une pompe de réserve.

Le montant de la recharge pour les systèmes fermés d'alimentation en chaleur est supposé être de 0,25 % du volume d'eau dans les canalisations des réseaux de chaleur et dans les systèmes d'abonnés connectés au réseau de chaleur, h.

Dans les aménagements avec prélèvement d'eau direct, le montant de la recharge est prélevé égal au montant consommation d'eau calculée pour l'approvisionnement en eau chaude et quantité de fuite à hauteur de 0,25 % de la capacité du système. La capacité des systèmes de chauffage est déterminée par les diamètres et longueurs réels des canalisations ou par des normes agrégées, m 3 / MW :

La désunion qui s'est développée sur la base de la propriété dans l'organisation de l'exploitation et de la gestion des systèmes urbains de fourniture de chaleur est la plus grave. de manière négative affecte à la fois le niveau technique de leur fonctionnement et leur efficacité économique. Il a été noté plus haut que l'exploitation de chaque système d'alimentation en chaleur spécifique est assurée par plusieurs organismes (parfois « filiales » du principal). Cependant, la spécificité des systèmes de chauffage urbain, principalement des réseaux de chaleur, est déterminée par la liaison rigide processus technologiques leur fonctionnement, leurs régimes hydrauliques et thermiques uniformes. Mode hydraulique les systèmes d'approvisionnement en chaleur, qui sont un facteur déterminant dans le fonctionnement du système, sont de nature extrêmement instables, ce qui rend les systèmes d'approvisionnement en chaleur difficiles à gérer par rapport aux autres systèmes urbains. systèmes d'ingénierie(électricité, gaz, eau).

Aucun des maillons des systèmes de chauffage urbain (source de chaleur, réseaux principaux et de distribution, points de chauffe) ne peut pas fournir de manière indépendante les modes de fonctionnement technologiques requis du système dans son ensemble et, par conséquent, le résultat final - un approvisionnement en chaleur fiable et de haute qualité pour les consommateurs. L'idéal en ce sens est structure organisationnelle, à quelles sources d'approvisionnement en chaleur et réseaux de chaleur sont gérés par une seule structure d’entreprise.