Graphique piézométrique de la ligne d'ébullition. Développement d'un graphique piézométrique pour terrains complexes et réseaux de chaleur étendus
Pour la pré-construction graphique piézométrique La méthode suivante peut être recommandée (Fig. 2).
1) En prenant comme nulle l'élévation du point le plus bas du territoire, un profil du réseau de chaleur est construit.
2) Les hauteurs des bâtiments attenants sont tracées sur le profil à l'échelle.
3) Sélectionné et tracé Niveau SS pression statique, basé sur la condition d'assurer la non-ébullition au point le plus élevé de la région (dans ce cas à ▼ 20) et de ne pas dépasser la pression admissible dans le système local au point le plus bas de la région (dans ce cas à ▼0) .
Riz. 2. Construction d'un graphique piézométrique du réseau d'eau.
4) La position maximale et la plus raide du graphique piézométrique de la ligne de retour KL est tracée, sur la base de la satisfaction des deux exigences suivantes :
a) la pression piézométrique dans la conduite de retour ne doit pas dépasser 50 m, ce qui permet de connecter tous systèmes de chauffage directement au réseau de chaleur, sans recourir à l'installation de chauffe-eau aux entrées ;
b) la pression piézométrique dans la conduite de retour ne doit pas être inférieure à 5 m pour éviter le vide.
Une telle droite dans notre cas est la droite KL.
La perte de charge spécifique dans la conduite de retour du réseau de chaleur, précisée pour les calculs hydrauliques, ne doit pas dépasser la pente de la conduite KL.
Sur la base de calculs techniques et économiques, toute ligne dont la pente est inférieure à la pente de la ligne piézométrique KL et dont la position satisfait aux exigences ci-dessus peut être sélectionnée comme ligne piézométrique de la ligne de retour : une telle ligne peut, par exemple, être la ligne Mn.
Lors du choix de la position du graphique piézométrique de la conduite d'alimentation, procéder aux conditions suivantes :
1. En aucun point du réseau de chauffage, la pression dans la conduite d'alimentation ne doit être inférieure à la pression statique, c'est-à-dire que le graphique piézométrique de la conduite d'alimentation ne doit pas traverser la conduite de pression statique S - S. Cette condition garantit que le l'eau dans la conduite d'alimentation ne bout pas.
2. Il est souhaitable que la pression disponible à l'entrée des consommateurs, c'est-à-dire la différence entre l'alimentation et La ligne de retour au point de connexion du consommateur (par exemple, la valeur de DP chez l'abonné D) était égale ou légèrement supérieure à la perte de pression dans le système de l'abonné, y compris l'équipement d'entrée. Si cette condition n'est pas remplie, des sous-stations de pompage doivent être installées dans le réseau ou aux entrées des abonnés. Cela complique l'opération, bien que la construction de sous-stations de pompage soit dans certains cas rentable en économisant de l'énergie sur le pompage du liquide de refroidissement grâce à la possibilité de réduire la pression disponible au niveau des pompes du réseau de la centrale thermique.
La pente du graphique piézométrique de la ligne d'alimentation est sélectionnée sur la base de calculs techniques et économiques. Le graphique piézométrique de la conduite d'alimentation peut par exemple être la droite PR si sa pente correspond à la perte de charge spécifique économique. Le graphique piézométrique donne une représentation visuelle de la répartition de la pression dans tout le réseau, ce qui est très important lors du choix d'un schéma de raccordement d'abonné.
Ceci est particulièrement important pour le choix du schéma de connexion installations de chauffage au réseau de chaleur, puisque la pression admissible dans ces installations peut varier dans des limites relativement étroites.
Les graphiques piézométriques illustrés à la Fig. 1-2 font référence à un réseau d'eau à deux tuyaux.
En figue. La figure 3 montre des graphiques piézométriques de réseaux monotubes.
Riz. 3. Graphiques piézométriques des réseaux monotubes.
a - conduites d'alimentation en eau chaude : b - conduite de condensats.
La figure 3a montre un graphique piézométrique du réseau d'alimentation en eau chaude. Grâce à ce réseau, l'eau est fournie depuis la station jusqu'aux abonnés. Le graphique piézométrique présente un biais en faveur du mouvement de l'eau. En haut, un trait fin montre le schéma du réseau. Ci-dessous, la ligne en gras montre le graphique piézométrique.
H 1 - pression piézométrique à la station ;
H 2 et H 3 sont des pressions piézométriques aux points 2 et 3 du réseau ;
N 4, N 5, N 6 - pressions piézométriques aux entrées des abonnés.
Les pressions piézométriques aux entrées des abonnés doivent dépasser la hauteur des systèmes d'abonnés.
En figue. La figure 3b montre un graphique piézométrique du réseau de condensats. Grâce à ce réseau, les condensats sont pompés des abonnés vers la station. En haut, un trait fin montre un diagramme ; en dessous, un trait épais, montre un graphique piézométrique. Le graphique piézométrique présente une pente des abonnés à la station. H 1 - pression piézométrique dans la canalisation de condensats de la station ; H 2 et H 3 - pressions piézométriques aux points 2 et 3 de la conduite de condensats ; N 4, N 5 et N 6 - pressions piézométriques dans la conduite de condensats chez les abonnés.
Ces pressions sont créées par des réservoirs de condensats ou des pompes à condensats installés chez les abonnés.
Le calcul hydraulique des réseaux de chaleur, réalisé pour sélectionner les dispositifs d'étranglement et développer un mode de fonctionnement, est réalisé afin de déterminer les pertes de charge dans les canalisations du réseau de chaleur depuis la source de chaleur jusqu'à chaque consommateur sous charges thermiques réelles et le schéma du réseau thermique existant .
Lors du calcul hydraulique des canalisations, le débit estimé de l'eau du réseau est déterminé, qui correspond à la somme des coûts de chauffage estimés. Avant calcul hydraulique se maquiller schéma de conception réseau de chaleur en y traçant les longueurs et diamètres des canalisations, les résistances locales et les débits de liquide de refroidissement calculés pour toutes les sections du réseau de chaleur. Sélectionnez une ligne de conception. La direction de déplacement du liquide de refroidissement de la chaufferie vers l'un des abonnés est prise comme ligne de conception, et cet abonné doit être le plus éloigné.
Dans ce travail de diplôme calcul hydraulique Le réseau de chaleur a été réalisé sur ordinateur à l'aide du système de tableur Excel.
La perte de charge totale dans la canalisation est déterminée par la formule :
où N l - perte de pression linéaire dans la zone, m ;
N m - perte de pression dans les résistances locales, m ;
R l - chute de pression linéaire spécifique, kg/m 2 m ;
l uch - longueur de la section de conception, m ;
a - coefficient de perte local moyen ;
1 eq - longueur équivalente des résistances locales, m ;
l np - longueur réduite de la section de pipeline calculée, m ;
p - densité du liquide de refroidissement, kg/m3, Chute de pression spécifique due au frottement :
où est le coefficient de frottement hydraulique ;
Vitesse de l'eau dans la canalisation, m/s ;
g - accélération de chute libre, m/s 2 ;
p - densité du liquide de refroidissement, kg/m3 ;
d- diamètre intérieur pipeline, m;
Coefficient de frottement hydraulique à Re< Re пр - рассчитывается по формуле Альтшуля:
où K e - la rugosité équivalente absolue dans les réseaux d'eau est supposée être de 0,001 m avec le schéma existant), 0,0005 m (avec le schéma conçu) ;
Re est le véritable critère de Reynolds, Re>>68.
La vitesse de l'eau dans le pipeline est calculée et l'une des équations de base est l'équation de continuité
où G set est le débit d'eau du réseau dans la zone, en kg/sec ;
d int - diamètre interne du pipeline, m.
La longueur d'une section droite d'une canalisation d'un diamètre d int, dont la perte de charge linéaire est égale à la perte de charge des résistances locales, est la longueur équivalente des résistances locales :
Où est la somme des coefficients de résistance locaux.
Lors de la recherche des coefficients de résistance locale, nous devons connaître l'emplacement de tous les angles de braquage du tracé, des vannes et autres raccords. En raison de l'absence de telles informations, en raison de la grande longueur du réseau de chauffage, gros montant Pour les objets de consommation thermique, les calculs hydrauliques seront effectués sans tenir compte des résistances locales. Le coefficient de perte local moyen a, comme indiqué, est pris égal à 0,1. Tous les calculs hydrauliques ont été réalisés en tenant compte de cette règle.
La longueur réduite du tronçon du réseau de chaleur est calculée à l'aide de la formule :
La stabilisation du régime hydraulique et l'absorption des surpressions aux points de chauffage en l'absence de régulateurs automatiques sont réalisées à l'aide de résistances constantes - diaphragmes d'étranglement.
Les diaphragmes d'étranglement sont installés devant les systèmes de consommation de chaleur ou dans la canalisation de retour ou sur les deux canalisations, en fonction du mode hydraulique requis pour le système.
Le diamètre de l'ouverture du diaphragme du papillon est déterminé par la formule :
où G est le débit d'eau estimé à travers le diaphragme du papillon, t/h ;
N - pression étranglée par le diaphragme, m.
La pression régulée dans la membrane est la différence entre la pression disponible devant le système de consommation de chaleur ou un récepteur de chaleur séparé et la résistance hydraulique du système (en tenant compte de la résistance des dispositifs d'étranglement qui y sont installés) ou de la résistance de l'échangeur de chaleur. Lorsque le diamètre de conception du diaphragme est inférieur à 2,5 mm, la surpression est étranglée dans deux diaphragmes, en les installant en série (à une distance d'au moins 10 diamètres de canalisation) ou sur les canalisations d'alimentation et de retour. Pour éviter le colmatage, les diaphragmes d'étranglement dont le diamètre d'orifice est inférieur à 2,5 mm ne doivent pas être installés. Les diaphragmes d'étranglement sont généralement installés dans des raccords à bride (sur point de chauffe après le bac à boue) entre Vannes d'arrêt, ce qui vous permet de les remplacer sans vider l'eau du système.
Les calculs ont été effectués à l'aide de feuilles de calcul Excel pour Windows.
Les exigences suivantes s'appliquent au mode hydraulique de ce réseau de chaleur :
a) la pression dans la canalisation de retour doit assurer le noyage des appareils supérieurs des systèmes de chauffage et ne pas dépasser la valeur admissible pression de service dans les systèmes locaux. Les systèmes de chauffage des bâtiments en cours de conception sont équipés de radiateurs sectionnels en fonte avec une pression de fonctionnement admissible de 60 m.w.c. ;
b) la pression de l'eau dans les conduites d'aspiration du réseau et des pompes d'appoint ne doit pas dépasser ce qui est admissible dans les conditions de résistance de la conception de la pompe et ne doit pas être inférieure à 0,5 kgf/cm 2 ;
c) la pression de l'eau dans les canalisations de retour du réseau de chauffage doit être d'au moins 0,5 kgf/cm 2 pour éviter les fuites d'air ;
d) la pression dans la canalisation d'alimentation pendant le fonctionnement des pompes du réseau doit être telle que l'eau ne bout à sa température maximale en aucun point de la canalisation d'alimentation, dans l'équipement de la source de chaleur et dans les dispositifs des systèmes de consommation de chaleur directement connectés aux réseaux de chaleur, tandis que la pression dans la source de chaleur des équipements et le réseau de chaleur ne doit pas dépasser limites admissibles leur force ;
e) la pression statique dans le système d'alimentation en chaleur doit être telle que dans les canalisations, en cas d'arrêt des pompes du réseau, elle assure que la pression supérieure appareils de chauffage dans les bâtiments et n'a pas détruit les appareils inférieurs.
f) la chute de pression aux points de chauffage des consommateurs ne doit pas être inférieure à la résistance hydraulique des systèmes de consommation de chaleur, en tenant compte des pertes de charge dans les diaphragmes d'étranglement et dans les buses d'ascenseur ;
Sur la base de ces exigences, la position minimale de la ligne du piézomètre statique doit être de 3 à 5 mètres au-dessus des appareils les plus élevés et la valeur maximale ne doit pas dépasser 80 m.
Pour prendre en compte l'influence mutuelle du terrain, la hauteur des systèmes d'abonnés, les pertes de charge dans les réseaux de chaleur et un certain nombre d'exigences lors du développement du mode hydraulique d'un réseau de chaleur, il est nécessaire de construire un graphique piézométrique. Sur un graphique piézométrique, les valeurs du potentiel hydraulique sont exprimées en unités de pression.
Un graphique piézométrique est une représentation graphique de la pression dans un réseau de chaleur par rapport au terrain sur lequel il se situe. Sur un graphique piézométrique, le terrain, la hauteur des bâtiments connectés et les valeurs de pression dans le réseau sont tracés à une certaine échelle. La longueur du réseau est portée sur l'axe horizontal du graphique et les pressions sont portées sur l'axe vertical du graphique. Les conduites de pression dans le réseau sont tracées pour les modes de fonctionnement et statiques.
Graphique piézométrique
Un graphique piézométrique est une représentation graphique de la pression dans un réseau de chaleur par rapport à la surface sur laquelle il est posé. Sur un graphique piézométrique, le terrain, la hauteur des bâtiments connectés et les valeurs de pression dans le réseau sont tracés à une certaine échelle. La longueur du réseau est portée sur l'axe horizontal du graphique et les pressions sont portées sur l'axe vertical. Le graphique piézométrique est construit comme suit :
1) en prenant pour zéro l'élévation du point le plus bas du réseau de chaleur, tracer un profil de terrain le long du tracé de la conduite principale et des embranchements dont les élévations du sol diffèrent des élévations de la conduite principale. Les hauteurs des bâtiments attenants sont indiquées sur le profil ;
2) tracer une ligne définissant la pression statique dans le système (mode statique). Si la pression en certains points du système dépasse les limites de résistance, il est nécessaire de prévoir le raccordement des consommateurs individuels selon un circuit indépendant ou de diviser les réseaux de chaleur en zones avec la sélection de sa propre ligne de pression statique pour chaque zone. Aux nœuds de division qu'ils installent appareils automatiques coupure et réalimentation du réseau de chaleur ;
3) tracer la ligne de pression de la conduite de retour sur un graphique piézométrique. La pente de la ligne est déterminée à partir du calcul hydraulique du réseau de chaleur. La hauteur de la ligne de pression sur le graphique est sélectionnée en tenant compte des exigences ci-dessus concernant le régime hydraulique. Si le profil du parcours est irrégulier, il n'est pas toujours possible de remplir simultanément les exigences de remplissage des points supérieurs des systèmes de consommation de chaleur sans dépasser les pressions admissibles. Dans ces cas, sélectionnez un mode qui correspond à la puissance des appareils de chauffage, et sélectionnez des systèmes individuels dont l'inondation ne sera pas assurée en raison de leur faible emplacement.
La ligne du graphique piézométrique de la canalisation de retour du réseau principal au point d'intersection avec l'ordonnée correspondant au début du réseau de chaleur détermine pression requise dans la canalisation de retour de l'installation de chauffage de l'eau (à l'entrée de la pompe du réseau) ;
4) tracer la ligne d'alimentation du graphique piézométrique. La pente de la ligne est déterminée à partir du calcul hydraulique du réseau de chaleur. Lors du choix de la position du graphique piézométrique, les exigences du mode hydraulique sont prises en compte et caractéristiques hydrauliques pompe de réseau. La ligne du graphique piézométrique de la canalisation d'alimentation au point d'intersection avec l'ordonnée correspondant au début du réseau de chaleur détermine la pression requise à la sortie de l'installation de chauffage. La pression en tout point du réseau de chaleur est déterminée par la taille du segment compris entre ce point et la ligne du graphique piézométrique de la conduite d'alimentation ou de retour.
D'après le graphique piézométrique, il ressort clairement que la pression statique aux entrées de la chaufferie est DN = 20 m.w.s.
Le graphique piézométrique est établi sur la base des données de calcul hydraulique. Lors de la construction d'un graphique, l'unité de mesure du potentiel hydraulique est utilisée - la pression. La pression et la pression sont liées par la relation suivante :
Où H Et D.H.– pression et perte de pression, m ;
P et D.P.– pression et perte de charge, Pa ;
r- densité spécifique liquide de refroidissement, kg/m3.
h, R – perte de pression spécifique et chute de pression spécifique, Pa/m.
La quantité de pression mesurée à partir du niveau de l’axe du pipeline en un point donné est appelée pression piézométrique. La différence des pressions piézométriques des canalisations d'alimentation et de retour du réseau de chaleur donne la quantité de pression disponible en un point donné. Le graphique piézométrique détermine la pression totale et la pression disponible en différents points du réseau de chaleur aux entrées du client. Sur la base du graphique piézométrique, les pompes d'appoint et de réseau et les automatismes sont sélectionnés.
Lors de la construction d'un graphique piézométrique, les conditions suivantes doivent être remplies :
1. Ne dépassez pas les pressions admissibles dans systèmes d'abonnés connecté au réseau. Dans les radiateurs en fonte, elle ne doit pas dépasser 0,6 MPa, donc la pression dans la conduite de retour du réseau de chauffage ne doit pas dépasser 0,6 MPa et dépasser 60 m.
2. assurer une surpression (au-dessus de la pression atmosphérique) dans le réseau de chaleur et les systèmes des abonnés pour éviter les fuites d'air et la perturbation associée de la circulation de l'eau dans les systèmes.
3. s'assurer que l'eau ne bout pas dans le réseau de chauffage et les systèmes locaux où la température de l'eau dépasse 100 ºС.
4. en veillant à ce que la pression requise dans la conduite d'aspiration des pompes du réseau pour éviter la cavitation soit d'au moins 50 Pa, la pression piézométrique dans la conduite de retour doit être d'au moins 5 m.
Calcul thermique
But calcul thermique consiste à déterminer la quantité de chaleur perdue lors de son transport, les moyens de réduire ces pertes, la température réelle du liquide de refroidissement, le type d'isolation et le calcul de son épaisseur.
Tâches de calcul thermique :
1. détermination de la quantité de chaleur perdue pendant le transport ;
2. rechercher des moyens de réduire ces pertes ;
3. détermination de la température réelle du liquide de refroidissement ;
4. détermination du type et de l'épaisseur de l'isolant ;
Seules les résistances thermiques de la couche et de la surface participent au transfert thermique.
Pour les objets cylindriques d'un diamètre inférieur à 2 mètres, l'épaisseur de la couche d'isolation thermique est déterminée :
où B=d de /d n – le rapport entre le diamètre extérieur de la couche isolante et le diamètre extérieur ;
α – le coefficient de transfert de chaleur de l'isolation extérieure, pris selon le livre de référence 9, pour les canalisations posées dans des canaux, est pris égal à 8,7 W/(m 3 o C) ;
λ de – conductivité thermique de la couche d'isolation thermique, déterminée selon les paragraphes 2.7 à 3.11 pour la mousse de polyuréthane 0,03 W/(m o C) ;
r m- résistance thermique de la paroi du pipeline.
Diamètre extérieur de l'objet isolé, m.
– résistance au transfert de chaleur pour 1 m de longueur de couche isolante ;
o S∙m/W
– la température de la substance ;
- température environnement;
– coefficient égal à 1.
– norme de densité flux de chaleur, dans notre cas égal à 39 W/m ;
Calculons maintenant les résistances thermiques.
1. résistance thermique de la surface extérieure R piz :
À propos de S∙m/W
2. résistance d'isolation thermique
À propos de S∙m/W
3. La résistance thermique du sol est déterminée par la formule :
(25)
où est le coefficient de conductivité thermique du sol, W/m 2 0 C
d – diamètre d'un caloduc cylindrique, en tenant compte de toutes les couches d'isolation, m
3. Résistance thermique des canaux :
(26)
4. Résistance thermique de la surface du canal :
2,94+0,339+0,029+0,22+0,195=3,723
Flux thermique réel :
Déterminons les pertes de chaleur.
Perte de chaleur dans le réseau sont composés de pertes linéaires et locales. La perte de chaleur linéaire est la perte de chaleur des canalisations qui n'ont pas de raccords ni de raccords. Les pertes de chaleur locales sont des pièces façonnées, des raccords, structures de support, brides, etc.
Les pertes linéaires sont déterminées par la formule :
Et la baisse de température du liquide de refroidissement :
Ainsi, la température à la fin de la section calculée :
7. Sélection des pompes de réseau et d'appoint
Pour fournir de la chaleur à un micro-quartier de la ville, des pompes centrifuges alternées identiques sont installées dans la chaufferie – en fonctionnement et en secours. Pompes de circulation disposer d'une conduite de dérivation, qui permet de réguler le fonctionnement des pompes et, en cas de leur arrêt (en cas d'accident), de maintenir une petite circulation naturelle.
À l'aide du graphique piézométrique construit, nous déterminons les pressions pour le réseau et les pompes d'appoint.
Nous sélectionnons des pompes :
Tableau 3. Caractéristiques de la pompe de charge.
Tableau 4. Caractéristiques de la pompe du réseau.
Conclusion
Suite aux travaux réalisés sur le calcul et la conception des réseaux de chaleur du microquartier :
1. Un plan des réseaux de chaleur et un schéma de pose des canalisations des réseaux de chaleur ont été élaborés
2. Perte de pression répartie dans le système de chauffage 
3. Les spécifications des matériaux et équipements requis ont été élaborées
4. Des graphiques de température, piézométriques et de débit ont été construits
5 Équipements sélectionnés pour la chaufferie
Pour analyser le fonctionnement des réseaux de chaleur, sélectionner les équipements des réseaux et les schémas de raccordement des abonnés aux réseaux de chaleur, il est nécessaire de développer les modes hydrauliques des réseaux de chaleur d'eau (graphiques piézométriques). Ils montrent les changements de pression le long des canalisations et dans les éléments des réseaux de chaleur. Modes hydrauliques devraient être développés pour les périodes de chauffage et de non-chauffage, ainsi que pour les modes d'urgence.
Le graphique piézométrique est construit pour deux modes de fonctionnement : statique, lorsque la pompe du réseau ne fonctionne pas, et dynamique lorsque la pompe du réseau est en marche. En mode statique, il n'y a pas de circulation d'eau et sa pression est la même en tous points des canalisations. L'ampleur de cette pression doit être suffisante pour remplir les systèmes locaux de chauffage, de ventilation et d'alimentation en eau chaude en cas d'arrêt de la pompe du réseau. En pratique, la pression statique est maintenue par le fonctionnement d'une pompe d'appoint reliée à la canalisation d'aspiration de la pompe du réseau. En conséquence, la pression développée par la pompe d'alimentation doit être égale à la pression devant la pompe principale.
Lors du calcul du graphique piézométrique, il est nécessaire d'observer conditions suivantes:
1. La pression statique dans les systèmes d'alimentation en chaleur avec de l'eau comme liquide de refroidissement ne doit pas dépasser la pression admissible dans l'équipement de la source de chaleur, dans les canalisations des réseaux de chauffage à eau, dans l'équipement des points de chauffage et dans les systèmes de chauffage, de ventilation et d'eau chaude. systèmes d'alimentation des consommateurs directement connectés aux réseaux de chaleur.
2. La pression statique doit garantir que les systèmes de chauffage, de ventilation et d'alimentation en eau chaude des consommateurs directement raccordés aux réseaux de chaleur soient remplis d'eau en cas d'arrêt de la pompe du réseau.
3. La pression de l'eau dans les canalisations d'alimentation des réseaux de chauffage à eau pendant le fonctionnement des pompes du réseau doit être prise en fonction des conditions d'eau non bouillante à sa température maximale en tout point de la canalisation d'alimentation, dans l'équipement de la source de chaleur et dans les appareils des systèmes consommateurs directement connectés aux réseaux de chaleur.
4. La pression de l'eau dans les conduites de retour des réseaux de chauffage à eau pendant le fonctionnement des pompes du réseau doit être excessive (au moins 0,05 MPa), ne pas dépasser la pression admissible dans les systèmes consommateurs et assurer le remplissage des systèmes locaux (dépasser la pression créée par l'eau colonne dans les systèmes de chauffage des bâtiments à plusieurs étages ).
5. La pression et la température de l'eau dans les conduites d'aspiration des pompes de réseau, d'appoint, de surpression et de mélange ne doivent pas dépasser celles autorisées par les conditions de résistance des conceptions de pompes.
6. La chute de pression à l'entrée des réseaux de chauffage d'eau à deux tuyaux dans les bâtiments lors de la détermination de la pression des pompes du réseau (pour le raccordement des ascenseurs aux systèmes de chauffage) doit être prise égale à la perte de charge calculée à l'entrée et dans le système local avec un coefficient de 1,5, mais pas moins de 0,15 MPa.
Le graphique piézométrique montre que :
1.La pression dans le tuyau d'aspiration de la pompe réseau est supérieure à 5 m pour éviter la covitation.
N tous. = 10 m > 5 m
2. La conduite de pression dans la conduite de retour est située au-dessus de tous les bâtiments, ce qui garantit que tous les systèmes de chauffage des abonnés sont remplis d'eau. La condition est remplie.
3. La pression de la conduite de retour ne dépasse pas la résistance admissible
N ajouter. = 60 m ;
N arr. = 45,8 m ;
N arr.< Н доп.
La condition est remplie.
4. La pression dans la conduite d'alimentation NG ne dépasse pas la pression admissible pour la résistance des tuyaux.
N ajouter. tr. = 100 m ;
N sous tr. . = 66,7 m ;
N sous tr. .< Н доп. тр.
La condition est remplie.
5. La pression dans la conduite de retour en modes statique et dynamique ne dépasse pas la force de la pression admissible dans les éléments des systèmes de consommation de chaleur :
N arr. = 45,8 m ;
N ajouter. = 60 m ;
N arr.< Н доп.
La condition est remplie.
6.La pression dans la conduite d'alimentation dépasse la pression de saturation, c'est-à-dire la condition de non-ébullition pour une température donnée du liquide de refroidissement de 150°C est remplie.
Sélection de la pompe
Pour sélectionner une pompe, vous devez connaître ses performances (débit) et la pression développée (pression). Il convient de tenir compte du fait que les modes de fonctionnement requis (performance et pression) doivent se situer dans la plage de fonctionnement de ses caractéristiques. Sur la base du débit et de la pression requis sur le graphique de champ récapitulatif, une pompe de la taille requise est d'abord sélectionnée, puis, à l'aide de la caractéristique graphique, l'exactitude du choix est clarifiée et tous les autres indicateurs sont déterminés (coefficient action utile, mise sous tension de l'arbre du moteur électrique, vitesse, diamètre de la roue).
Les performances de la pompe du réseau sont égales au débit total de liquide de refroidissement dans le réseau de chauffage pour le chauffage, la ventilation et l'alimentation en eau chaude.
La pression de la pompe du réseau, MPa, est dépensée pour vaincre la résistance du système de chauffage
où est la perte de charge dans les équipements réseau de la chaufferie, MPa ;
Perte de pression dans la conduite d'alimentation, MPa ;
Perte de pression dans la conduite de retour, MPa ;
Perte de pression chez l'abonné, MPa.
La perte de pression est déterminée à l'aide d'un graphique piézométrique.
DANS systèmes à deux tuyaux alimentation en chauffage, s'il y a une charge d'alimentation en eau chaude toute l'année, il est conseillé d'installer au moins deux pompes réseau avec différentes caractéristiques : un pour travailler période froide avec des performances maximales, l'autre est destiné au pompage de l'eau dans le système d'alimentation en eau chaude en temps chaud de l'année. Capacité de la deuxième pompe :
.
De plus, l'installation d'une pompe de secours est obligatoire.
Pour compenser les fuites d’eau et maintenir le niveau requis pression piézométrique, aussi bien en mode statique qu'en mode dynamique, il est nécessaire d'installer une pompe de charge.
La pression qu'elle développe est supposée égale à la pression dans la conduite d'aspiration de la pompe du réseau et est déterminée par la position de la ligne piézométrique dans la conduite de retour. Le débit de la pompe d'appoint, m 3 /h, selon le type d'installation de chauffage, est déterminé par les formules :
Pour alimenter un réseau de chaleur fermé
;
Pour alimenter un réseau de chaleur ouvert
,
où V est le volume d'eau dans le système de chauffage, m3 ;
Consommation maximale d'eau pour l'approvisionnement en eau chaude, m 3 /h.
Le volume d'eau dans le système de chauffage peut être déterminé par les dimensions réelles des tuyaux (longueur et diamètre) ou par des indicateurs spécifiques qui déterminent le volume d'eau par unité de puissance thermique. Le volume d'eau est déterminé pour tous les éléments du système d'alimentation en chaleur : chaufferie, canalisations externes, systèmes d'abonnés locaux. Des volumes d'eau spécifiques, m 3 / MW peuvent être pris égaux à :
Pour chaufferie 
;
Pour les canalisations externes 
;
Pour les systèmes de chauffage ;
Pour les systèmes de ventilation ;
Pour les systèmes d'alimentation en eau chaude ;
, 
, 
, 
;
Compte tenu de ce qui précède, le volume d'eau peut être déterminé par la formule
où est la consommation totale de chaleur estimée dans le système d'alimentation en chaleur, en MW ;
, , – consommation de chaleur estimée pour le chauffage, la ventilation et l'approvisionnement en eau chaude, respectivement, en MW.
Nombre minimum pompes d'appoint en fonctionnement est supposé être égal à : en systèmes fermés– un, en plein air – deux. Dans les deux cas, une pompe de secours de même capacité est prévue.
Dans les systèmes d'alimentation en chaleur, les types de pompes suivants peuvent être utilisés comme pompes de circulation et d'appoint de réseau :
1. SE – type à spirale horizontale avec turbines à double entrée et à un étage. Les pompes de type SE sont utilisées comme pompes de réseau dans les grands systèmes d'alimentation en chaleur et sont installées sur les conduites d'alimentation des réseaux de chaleur pour pomper de l'eau surchauffée avec des températures allant jusqu'à 180°C et avec une pression de service à l'entrée de la pompe de 0,4 à 2,5 MPa.
2. D – horizontal à un étage avec alimentation en liquide en semi-spirale vers la roue. Conçu pour une eau dont la température ne dépasse pas 85 °C et une hauteur d'eau maximale de 20 m de colonne d'eau.
3. K- Pompes centrifuges type de console.
Les caractéristiques des pompes pour réseaux de chaleur sont données dans la littérature de référence.
Calcul de pompe réseau :
Volume d'eau pompée pour conditions hivernales:
Volume d'eau pompée pour conditions estivales:
, (t/heure);
Nous sélectionnons deux pompes réseau :
Pour période hivernale deux pompes de la marque D630-90 avec les paramètres suivants : diamètre de la roue – 450, débit nominal – 630 m³/heure, hauteur totale – 63 m, rendement – 75%, puissance de l'arbre de la pompe – 365 kW.
Pour période estivale D200-95 avec paramètres : diamètre de la roue – 240, débit nominal – 200 m³/heure, hauteur totale – 64 m, efficacité – 85%, puissance de l'arbre de la pompe – 70 kW.
Il existe également une pompe de réserve de marque D630-90 et une pompe de réserve de marque D200-95.
Calcul de la pompe d'alimentation :
, (MPa);
Volume d'eau pompée :
, (m³), , (m³),
, (m³), , (m³);
, (ème);
Nous choisissons une pompe d'alimentation K20/30 avec les paramètres suivants : diamètre de la roue – 162, débit nominal – 20 m³/heure, hauteur totale – 30 m, efficacité – 64%, puissance de l'arbre de la pompe – 2,7 kW.
Une pompe de secours de la même marque est fournie.
Lors de la conception et de l'exploitation de réseaux de chaleur ramifiés, un graphique piézométrique est largement utilisé, qui montre le terrain et la hauteur des bâtiments connectés, la pression dans le réseau en tout point du réseau et les systèmes d'abonnés. La figure 10 montre un graphique piézométrique d'un système de chauffage de l'eau à deux tuyaux.
Le graphique piézométrique est construit comme suit (Fig. 10).
Riz. 10. Graphique piézométrique d'un réseau de chauffage à eau bitube (a) et schémas de raccordement des installations de chauffage au réseau de chaleur (b) :
I – dépendant avec ascenseur ; II – dépendant d'un ascenseur et d'un régulateur de pression sur la conduite de retour ; III – dépendant d'une pompe mélangeuse (pompe sur le cavalier); IV – indépendant ; 1 – vanne d'air ; 2 – extenseur ; 3 – appareil de chauffage ; 4-RDDS – régulateur de pression « vers » ; 5 – chauffe-eau; 6 – pompe ; 7 – ascenseur
1. Construisez un système de coordonnées dans lequel la longueur de la section principale est tracée le long de l'axe OX et la chute de pression (100...120 m) est tracée le long de l'axe OU.
2. L'axe des pompes du réseau est pris comme origine des coordonnées. Dessinez un profil de terrain le long de l'autoroute.
3. Le profil est marqué sur l'échelle de hauteur des bâtiments attenants.
4. Tracez une ligne de pression statique au-dessus du grand bâtimentà 5 m (ligne S–S).
5. Au préalable, la pression du côté aspiration des pompes du réseau est prise entre 10 et 15 m et appliquée ligne horizontale A–0.
6. À partir de t.A, les longueurs des sections calculées avec un total d'accumulation sont tracées le long de l'axe des abscisses, et la perte de charge selon les données de calcul hydraulique est tracée le long de l'axe des ordonnées ( ΔH).
7. La ligne résultante A–B est la ligne piézométrique de la ligne de retour.
8. A partir du point B, les pertes de charge à l'ascenseur dans les installations d'abonné du dernier consommateur sont reportées : ΔН e=15m, selon SNiP Réseau de chaleur; recevoir t. Si le raccordement est réalisé sans ascenseur, c'est-à-dire que la température de l'eau dans la conduite d'alimentation est de 95°C, alors 4 m sont réservés vers le haut pour obtenir t.B 1 4 m - c'est la perte de charge dans le système de chauffage local, en prenant en tenant compte de la réserve requise (généralement la perte de pression dans le système de chauffage local est égale à 1 à 2 m de colonne d'eau ou 10 à 20 kPa) ;
9. Construisez une ligne piézométrique de la conduite principale descendante, qui est une image miroir de la ligne piézométrique de la conduite principale de retour. Obtenez la ligne A 1 – B 1.
10. A partir du point A 1, la perte de charge dans la chaufferie d'une centrale thermique ou chaufferie est reportée vers le haut, N.-B.= 10 à 20 m.
11. Les branches sont dessinées sur le profil du terrain. Le raccordement des consommateurs situés sur les embranchements aux réseaux de chaleur est représenté au point de raccordement à la ligne principale.
12. Le graphique piézométrique ainsi construit vous permet de régler facilement la pression en tout point des canalisations d'alimentation et de retour.
La pression en tout point des canalisations du réseau de chaleur est déterminée par la taille du segment entre ce point et la conduite de pression (dans la canalisation d'alimentation ou de retour).
La pression disponible en chaque point est égale à la différence de pression en
lignes aller et retour.
Il convient de noter que lors du raccordement direct des systèmes locaux, la canalisation de retour du réseau de chaleur est reliée hydrauliquement au système local. Par conséquent, 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 du côté aspiration des pompes du réseau a été prise arbitrairement.
Déplacer le graphique piézométrique parallèlement à lui-même 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, les éléments suivants doivent être pris en compte :
1. La pression maximale dans les conduites d'alimentation est limitée par la solidité des installations de chauffage de l'eau. Les pressions maximales admissibles pour les chaudières à eau chaude en acier sont de 250 m, en fonte – 60 m, les appareils de chauffage – 100 m, les aérothermes – 80 m.
2. La pression en tout point de la conduite de retour ne doit pas être supérieure à la pression de service admissible dans les systèmes locaux : 60 m.
Lors de la détermination du schéma de raccordement des consommateurs aux réseaux de chaleur, vérifier :
1. La conduite d'alimentation doit être plus haute que le bâtiment et ne pas dépasser 60 à 100 m et pas moins de 10 à 40 m dans des conditions sans ébullition.
2. La conduite de retour doit être 5 à 10 m plus haute que le bâtiment et ne pas dépasser 60 m.
3. La hauteur statique était inférieure à 60 m.
4. La hauteur disponible était supérieure ou égale à 1,5 m pour le raccordement de l'ascenseur.
Si ces conditions sont remplies, le consommateur peut alors être raccordé via un circuit direct dépendant au réseau de chaleur à l'aide d'un ascenseur.
Si une condition n'est pas remplie, un schéma de connexion indépendant est utilisé, via un échangeur de chaleur.
Si la condition 2 n’est pas remplie :
– la pression piézométrique hydrodynamique dans le retour est inférieure à la hauteur du bâtiment – il est nécessaire d'installer un régulateur de pression « en amont » ;
– la pression dans la conduite de retour est supérieure à 60 m – utilisé circuit indépendant accession.
Si la condition 3 n'est pas remplie, c'est-à-dire que la hauteur statique est supérieure à 60 m, un schéma de connexion indépendant est utilisé.
Si la condition 4 n'est pas remplie, c'est-à-dire que la pression disponible dans le réseau est inférieure à 15 m pour utiliser l'ascenseur, vous pouvez utiliser un schéma de connexion dépendant avec une pompe sur le cavalier.
3. La pression dans la conduite de retour doit garantir que les appareils supérieurs des systèmes de chauffage sont inondés, c'est-à-dire que la conduite de pression dans la conduite de retour doit être plus haute que celle des bâtiments.
4. La pression dans la conduite de retour, afin d'éviter la formation de vide, ne doit pas être inférieure à 5 à 10 mm de colonne d'eau.
5. La pression du côté aspiration de la pompe réseau ne doit pas être inférieure à la conduite d'eau de 5 m.
6. En fonction de l'état de l'eau qui ne bout pas à sa température de conception, la pression piézométrique minimale admissible dans la conduite d'alimentation du réseau de chauffage doit être de 150 0 C - 40 m, 130 0 C -20 m, 120 0 C -10 m.
7. La pression disponible à l'extrémité du réseau doit être égale ou supérieure à la perte de charge calculée, et à l'entrée de l'abonné avec le débit de liquide de refroidissement calculé.
8. La pression statique ne doit pas dépasser 60 m de colonne d’eau. de la condition de résistance radiateurs en fonte. La réduction de la pression statique dans les circuits thermiques peut être obtenue en déconnectant automatiquement le réseau des bâtiments de grande hauteur.
9. Les pressions piézométriques aux entrées des abonnés, c'est-à-dire dans la conduite d'alimentation, doivent dépasser la hauteur des installations d'alimentation en eau chaude des abonnés.
Après avoir construit le graphique piézométrique, il faut déterminer :
1. perte de charge des pompes du réseau ;
2. mode de raccordement des consommateurs aux réseaux de chaleur.