�ݺ�ߣ

Editor's Notes

• #2: Дорогие коллеги, разрешите поговорить с Вами о некоторых проблемных вопросах, на мой взгляд, проблемных, которые встречаются при проектировании или анализе работы систем отопления и вентиляции. Выполнить анализ мне поможет программа МОДЭН (версия 3.02), которая разработана специалистами предприятия Энерговент из г. Минска.
• #3: В последние несколько лет вырос интерес к применению двухтрубных систем отопления. Это связано, как с внедрением поквартирного отопления, так и систем автоматического регулирования отдельных нагревательных приборов. Поэтому чаще вспоминают о достоинствах таких систем, забывая или не зная, их недостатки. Сначала интернетный форум, а затем случай из собственной практики, заставили меня выполнить детальный анализ такой системы. Для примера возьмем стояк 17-и этажного дома с горизонтальной двухтрубной разводкой. Упростим этот стояк всего до 6 нагревательных приборов, чтобы проще было анализировать результаты. На схеме приведен именно такой стояк. Система отопления подключена по независимой схеме. Расчетные нагрузки на всех приборах одинаковые 1200 Вт. Здесь и далее все слайды сделаны из программы МОДЭН.
• #4: Тем, кто не знаком с программой МОДЭН по предыдущим нашим семинарам или сайту, скажу два слова о программе. Это программа предназначена для имитационного моделирования различных энергетических систем (системы ОВ и К лишь частный случай таких систем). Модель реальной системы строится из отдельных блоков (структур или объектов), как из кирпичиков. Кирпичики хранятся в виде шаблонов. Находим нужный кирпичик, в данным случае теплообменник, и перетаскиваем его на рабочее поле.
• #5: Теперь остается соединить теплообменник необходимыми связями с системой отопления, а затем ввести некоторые параметры теплообменника.
• #6: Как, например, для данного случая температуру нагреваемой воды на выходе из теплообменника.
• #7: Для данного проекта организовали пульты с которых можно управлять: температурой нагреваемого теплоносителя на выходе из теплообменника, т.е. в систему отопления, расчетным расходом воды через теплообменник, расчетной потерей давления в теплообменнике. Все эти процедуры организации пультов выполняются в рамках программы МОДЭН. Работать же удобнее (быстрее и проще) в программе МОДЭНКалькулятор
• #8: Калькулятор, это специальный файл проекта, который создается программой МОДЭН и читается программой МОДЭНКалькулятор, которую мы в настоящее время бесплатно распространяем с нашего сайта. Необходимо указать какие атрибуты проекта (осциллографы, диаграммы, отчеты схемы и т.д.) необходимо отразить в калькуляторе.
• #9: При старте МОДЭНКалькулятор выбираем для загрузки требуемый проект.
• #10: Откроется основное окно Калькулятора. В левой части окна – параметры, которые можно менять в процессе счета. В правой – отображение параметров во время счета и вспомогательные данные. Обратим внимание, что стартуем при температуре на подаче системы отопления (нагреваемая вода после теплообменника) – 70 градусов, расчетным расходом – 0,52 кг/с и расчетной потерей давления в теплообменнике 0,20 атм (или 20000 Па). Нажимаем кнопку Старт.
• #11: Окна справа, кстати, как и слева, можно размещать по своему усмотрению. Посмотрим, что происходит с расходами по этажам. На осциллографе Расходы отображается графики изменения расходов по этажам. Эти же расходы можно увидеть на крайне правой схеме. Расходы по этажам примерно одинаковы в районе 0,25 кг/с. Для двухтрубной системы так и должно быть.
• #12: Но, в натуре оказалось, что теплообменник был поставлен с расчетными потерями не 0,2, а 0,5 атм. Что произошло? Между этажами начался перерасход воды. Особенно это стало заметно на первом этаже, расход упал до 0,1 кг/с, а на 7 и 17-ом до 0,2 кг/с. Чем это вызвано? Вернемся к предыдущему слайду.
• #13: Обратим внимание на то, что перепад давлений на выходе из теплового пункта в систему отопления составлял dP=3573-0=3500 Па -между точками врезки на выходе из теплообменника и врезки расширительного бака (полное значение давления в этой точке равно 0). На слайде значения давлений выделены красными прямоугольниками. Какой же перепад давлений при повышенном сопротивлении теплообменника?
• #14: Перепад давлений на выходе из теплового пункта в систему отопления составлял dP=-2194-0=-2194 Па -между точками врезки на выходе из теплообменника и врезки расширительного бака (полное значение давления в этой точке равно 0). На слайде значения давлений выделены красными прямоугольниками. Интересно, что перепад давлений стал отрицательным! За счет чего-же происходит циркуляция теплоносителя – только за счет естественного давления создаваемого в нагревательных приборах. Проверим наш вывод продолжая экспериментировать с системой отопления. Увеличим температуру теплоносителя на выходе из теплообменника до 90 градусов.
• #15: Расход теплоносителя для приборов 17 этажа вырос с 0,2 до 0,27 кг/с, для приборов 7-го этажа вырос ненамного с 0,2 до 0,24 кг/с. В то же время для приборов 1-го этажа он стал равным почти нулю. Для приборов 1-го этажа возможно даже появление такого явления, как опрокидывание циркуляции. Вернемся к потерям на теплообменнике в 0,2 атм, и снизим температуру на подаче до 40 градусов.
• #16: Перепад давлений на выходе из теплового пункта в систему отопления составлял dP=3781-0=3781 Па -между точками врезки на выходе из теплообменника и врезки расширительного бака (полное значение давления в этой точке равно 0). На слайде значения давлений выделены красными прямоугольниками. Расход воды через приборы 1-го этажа значительно вырос и достиг 0,32 кг/с, через приборы 17-го этажа упал до 0,18 кг/с, а через приборы 7-го этажа остался, практически, без изменений. Это связано с тем, что естественный напор перестал играть основную роль в гидравлике, а циркуляция осуществляется за счет возросшего напора на выходе из теплового пункта.
• #17: Как можно легко изменить оборудование. Например сетевой насос. Для этого войдем в базу оборудования через окошко «Оборудование и материалы». Откроется соответствующая страница Базы оборудования и материалов. Синим цветом подсвечивается текущий типоразмер насоса (типоразмер №7). Поменяем его на типоразмер №5. Став на него курсором мыши.
• #18: Типоразмер насоса изменился. Поскольку мы применили более маломощный насос, то видно, что произошло падение как общего расхода, так и напора в системе. Если Вы ждете выводов по проектированию двухтрубной системы, то могу сказать, такая система может устойчиво работать только при больших сопротивлениях горизонтальных поквартирных ответвлений и маленьких сопротивлениях оборудования тепловых пунктов и подводящих магистралей.
• #19: Перейдем ко второму проекту. Это одноэтажный торговый центр, а точнее блокированный торговый и садовый центры общей площадью более 6000 кв. метров. Высота от 6 до 10 метров. Задание от Заказчика звучало следующим образом: Выполнить моделирование тепловлажностных процессов проектируемого торгового центра с целью определения на модели требований к оборудованию систем вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха.
• #20: Проектная организация предложила Заказчику стандартную схему вентиляции с подачей воздуха приточными установками в верхнюю зону -1 и рециркуляционными доводчиками 3. Мы подключились на том этапе, когда схема обсуждению не подлежала, а обсуждался только вопрос о мощности холодильных установок -4. Было выполнено моделирование в программе МОДЭН.
• #21: Построенная модель состоит из около 7тысяч уравнений. Подробно описаны теплообмены в строительных конструкциях и грунте. Учитываются все виды теплопоступлений, причем в динамических режимах. Особенно это важно для оценки влияния солнечной радиации.
• #22: После построения проекта (модели) обычно приступают к ее тестированию при различных значениях некоторых параметров. В таблице приведены только некоторые параметры, которые варьировались (менялись) при моделировании. Так, наружный воздух мог поступать в помещения постоянно по санитарной норме, либо быть отключен при наружной температуре более 30 градусов. Кстати, последнее дает значительное уменьшение нагрузки на холодильную машину. Холодильная машина имелась и работала круглосуточно и она отсутствовала. Менялась и нормируемая внутренняя температура. Также варьировались наружные условия, количество людей и т.д. Отображались результаты моделирования в различных формах. Но заказчику особенно полюбились осциллограммы.
• #23: Слайды взяты прямо из отчета, поэтому и номера рисунков остались с него. Заказчик оказался весьма продвинутым, кстати, бывший физик. А ныне владелец сети строительных магазинов. Он разбирался досконально в каждой осциллограмме, искал объяснение каждому изгибу графика. Может поэтому данная работа, на мой взгляд, была довольна успешной. Сейчас перед Вами графики холодильных нагрузок на торговый зал (синие), садовый центр (зеленые) и суммарные (красные) в зависимости от времени. Период пиков – 24 часа.
• #24: На слайде приведены температура в слоях покрытия. Видно, что имеется смещение во времени между максимальными температурами наружного воздуха (черный график) и внутреннего воздуха (красный график). Это смещение для объекта составило 6,7 часа. Из осциллограммы видно и смещение фаз для каждого слоя покрытия.
• #25: Особый интерес вызывают графики температур внутреннего воздуха. По условиям задачи принималась в расчет средняя температура помещения. На осциллограммах приведены нормируемые температуры воздуха (черный цвет), температуры наружного воздуха (салатовый цвет) и температуры в торговом центре (Тв-ТЦ) и садовом центре (Тв-СЦ). Видно, что система автоматики пытается вывести систему кондиционирования на режим позволяющий обеспечить нормируемые параметры. И если для торгового центра это ей удается, то для садового центра это удается сделать только в нерабочее время. Днем наблюдается значительное превышение параметров.
• #26: График тепловых потоков от различных элементов сооружения предложил сделать сам заказчик. Его интересовал тепловой баланс. Представлены теплопоступления от: покрытия, стен, окон, вентиляции, освещения, людей и грунта. Особенно интересны теплопоступления, а точнее теплостоки, грунта. Значение этих теплопоступлений колеблется и в среднем составляет минус 35 кВт для помещения в 5000 кв. метров. Однако важно отметить, что это забор тепла именно из нижней зоны помещения, что особенно ценно. И вот почему.
• #27: Если кто-то из Вас был в Минске, то возможно побывал на нашей знаменитой Комаровке. Крытом Комаровском рынке в центре города. Это большой павильон не менее 5000 кв. метров. Там нет ни кондиционирования, ни вообще механического притока. Что-подобное изображено на слайде. Подача воздуха в теплый период осуществляется через открытые проемы (дверные). Температура в обслуживаемой зоне формируется во много из теплостоков в грунт. Таким образом выхолаживается нижняя зона. Такая схема подобна работе вытесняющей вентиляции. И, что интересно, микроклимат на Комаровке во все периоды года весьма приемлем.
• #28: Из анализа графика изменения температуры внутреннего воздуха видно, что температура внутреннего воздуха (на выходе из обслуживаемой зоны) не превышает 30°С. Это связано с тем, что холодный пол приводит к созданию специфического микроклимата в нижней зоне. Сравним данную схему со схемой, которая могла быть применена сегодня.
• #29: Добавим механический приток, рециркуляционные фэнкойлы и холодильную машину. Для поддержания температуры в обслуживаемой зоне 30°С, необходимы: * расход рециркулируемого воздуха через фэнкойлы Lр=9,1 м3/с, расход холода на фэнкойлы Qх=274000 Вт. Таким образом, не используя дорогостоящее оборудования, а лишь используя холод грунта, удается поддерживать в больших помещения нормальный микроклимат.
• #30: Кратко пробежимся по тем проектам, которые были выполнены с применением программы МОДЭН. Последнее наша работа – моделирование когенерационной установки (совместная выработка электрической и тепловой энергии). Особенно важно моделирование таких установок в тех случаях, когда их вписывают в схемы с существующими котельными. Здесь играют важную роль и гидравлика и теплотехника.
• #31: Крайне редко выполняем энергетический аудит (почему так – скорее политический вопрос), хотя программа МОДЭН во многом создавалась именно ради этого.
• #32: Для многих набившее оскомину слово «энергосбережение» иногда все же претворяется в реальные проекты. Чаще речь идет о действующих предприятиях, но иногда и проектируемых. Следует сказать, что решения по энергосбережению уже не всегда лежат на поверхности.
• #33: Проектирование теплонасосоных установок для нашего предприятия стало обыденным делом. Постоянно в работе несколько проектов, в которых основным источником тепла являются тепловые насосы.
• #34: Программа МОДЭН была успешно применена для разработки тренажеров тепловых пунктов. Тренажеры – специальные программы, которые позволяют обучаться работе со специальными схемами или оборудованием. Для работы с тренажерами разработан модуль МОДЭНТренажер.
• #35: А сейчас прощаюсь с Вами. Всего доброго. Координаты по которым с нами можно связаться на этом слайде.