ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLISKIEJ S e r i a : INŻYNIERIA SANITARNA z . 15
________ 1970 Nr k o l . 277
T a d e u s z C h l i p a l s k l , S t a n i s ł a w L e g i e ć
ZAGADNIENIA REGULACJI SIECI CIEPŁOWNICZYCH
S i e ć o i e p ł o w n i c z a J e s t o b i e k t e m p o d l e g a j ą c y m dwom r o d z a j o m z a k ł ó c e ń . J e d e n z n i c h J e s t z wi ą za n y z cyklem zabudowy z a s i l a nego o b s z a r u i c h a r a k t e r y z u j e s i ę skokową z m i e n n o ś c i ą u k ł a d u h y d r a u l i c z n e g o , d r u g i r o d z a j , z wi ą za ny z t e c h n o l o g i ą s i e c i , wy
n i k a ze z m i e n n o ś c i z e w n ę t r z n y c h warunków k l i m a t y c z n y c h w z g l ę d n i e w e w n ęt r z ny c h t e c h n o l o g i c z n y c h , d e c y d u j ą c y c h o p o t r z e b a o h o i e p l n y c h o d b i o r n i k ó w . U k ł ad r e g u l a c y j n y s l e o i ma, w ogólnym u j ę c i u , z a p ew n i ć p o k r y c i e t y c h p o t r z e b w k a ż d y c h wa r un ka ch z e w n ę t r z n y c h , n i e z a l e ż n i e od p o j a w i a j ą c y c h s i ę w s i e c i z a k ł ó c e ń h y d r a u l i c z n y c h . Z a d a n i e t o może s p e ł n i ć a l b o b e z p o ś r e d n i o , w samym o d b i o r n i k u , p r z e z u z a l e ż n i e n i e do s ta wy c i e p ł a do o b i e k t u od u k s z t a ł t o w a n y c h w nim p ar amet r ów m i k r o k l i m a t u , a l b o p o ś r e d n i o , p r z e z t a k i e p r o w a d z e n i e c i e p l n y c h pa ra me tr ó w o z y n n i k a g r z e j n e g o , aby każdy o d b i o r n i k o t r z y m a ł o b l i c z o n ą t e o r e t y c z n i e p o r c j ę c i e p ł a .
W pi er ws zy m wypadku, k o n t r o l a warunków h y d r a u l i c z n y c h s i e c i j e s t o t y l e p o t r z e b n a , aby z a pe wn ić r e g u l a t o r o w i o pt yma ln y z a k r e s p r a c y , w dr ugim wypadku p r ze d m i o t e m r e g u l a o j i j e s t w ł a ś n i e u k ł a d c i ś n i e ń i t e m p e r a t u r a w s i e c i r o z d z i e l a j ą c e j c i e p ł o .
Każda z k o n c e p c j i s t w a r z a i n n e k o n s e k w e n c j e w o d n i e s i e n i u do i n s t a l a c j i b u d yn k u, s ys temu w ęz ł a 1 c h a r a k t e r y s t y k i s t a t y c z n e j s i e c i i k aż da w y ł a n i a s z e r e g odmiennych problemów t e c h n i c z n y c h i e k o n o mi c z n y c h .
R o z p a t r u j ą c m o ż l i w o ś c i i o g r a n i c z e n i a j e d n e j ozy d r u g i e j k o n c e p c j i r a l e ż y r ó w n i e ż w z i ą ć pod uwagę f a k t , że i s t n i e j ą c e s i e c i o b s ł u g u j ą i n s t a l a c j e o s y s t e m a c h t r a d y c y j n y c h i że o k r e s n a j b l i ż s z y c h k i l k u l a t n i e wprowadzi z a s a d n i c z e j zmiany w i c h k o n c e p c j i . J a k k o l w i e k nowe budownictwo z a c z n i e s i ę s t o p n i o w o n a s t a w i a ć na o pr acowane w m i ę d z y c z a s i e s ys te my r e g u l a c y j n e , t o i c h o g ó l n e r o z p o w s z e c h n i e n i e b ę d z i e z a l e ż e ć zarówno od u z y s k a —
nych p r a k t y c z n i e wyników, j a k 1 od m o ż l i w o ś c i wpr owadzenia od
p o w i e d n i c h u r z ą d z e ń do p r o d u k c j i .
Sy s te m s t o s ow an y o b e c n i e , p o l e g a j ą c y na c e n t r a l n e j j a k o ś c i o wej r e g u l a c j i , j e s t n i e w y s t a r c z a j ą c o s p r a w n y , n i e t y l e z powo
du n i e d o s t a t k ó w s y s t e m u , i l e ws ku te k z a n i e d b a ń w w y p o s a ż e ni u s i e c i 1 węzłów o r a z b r a k u o d p o w i e d n i e j s p r a w n o ś c i w s z y s t k i c h elementów s k ła do wy ch u k ł a d u . D ł u g i J e s z o z e o k r e s d z i e l ą c y n a s od p e ł n e j a u t o m a t y z a c j i s i e c i , węzłów i g r z e j n i k ó w p o w i n i e n za
równo w y ł o n i ó k o n c e p c j ę o p a r t a o w ł a s n e m o ż l i w o ś c i p r o d u k c y j n e J a k i p r z y g o t o w a ó i s t n i e j ą c e u k ł a d y c i e p ł o w n i c z e do I c h p r z y j ę c i a .
Taka w ł a ś n i e k o n c e p o j a j e s t p r ze dm io te m n i n i e j s z e j p r a c y . 1 . C h a r a k t e r y s t y k a u k ł a d u c i e p ł o w n i c z e g o
1 . 1 . Z a k ł ó c e n i a w y s t ę p u j ą c e w u k ł a d z i e
U k ł a d t e n s k ł a d a s i ę ze ź r ó d ł a c i e p ł a , s i e c i m a g i s t r a l n e j , o d g a ł ę z i e ń r o z d z i e l c z y . c h i o d b i o r n i k ó w . Każdy z t y c h członów p o s i a d a s wo ją o d r ę b n ą p r o b l e m a t y k ę i p o d l e g a różnym zakłóceniom
związanym między innymi z rozbudową u k ł a d u . Z w y j ą t k i e m u k ł a dów w y d z i e l o n y c h t er e n o w o ( o s i e d l e , z a k ł a d p r ze my s ło wy , o w ł a s nym ź r ó d ł e c i e p ł a ) , w s z y s t k i e j i k ł ad y w i ę k s z e p o s i a d a j ą swój d ł u g i c y k l r ozbudowy i p r a k t y c z n i e b i o r ą c , ni gdy n i e o s i ą g a j ą s t a n u d o c e l o w e g o . W o k r e s i e tym p o j a w i a j ą s i ę skokowe zmiany u k ł a d u h y d r a u l i c z n e g o spowodowane czy t o p r z y ł ą c z e n i e m nowych o d b i o r c ó w , rozb ud ową m a g i s t r a l i i o d g a ł ę z i e ń czy t e ż w ł ą c z a niem nowych ź r ó d e ł e n e r g i i k r ą ż e n i a w c e n t r a l i l u b na s i e c i m a g i s t r a l n e j ( p r z e p o m p o w n i e ) , a t a k ż e i nowych ź r ó d e ł c i e p ł a . Z a k ł ó c e n i a t e , możliwe w z a s a d z i e do p r z e w i d z e n i a , w y s t ę p u j ą na obu k oń c ac h u k ł a d u c i e p ł o w n i c z e g o w f o r m i e zmiany c i ś n i e ń d y s p o z y c y j n y c h w m a g i s t r a l i i od s t r o n y w z r a s t a j ą c y c h sukcesyw
n i e o d b i o r ó w , w f o r m i e zmiany o p o r n o ś c i w ł a ś c i w e j , r ó ż n e j d l a k a ż d eg o o d g a ł ę z i e n i a od m a g i s t r a l i .
Dodatkowe z a s ł ó c e n i a może wprowadzi ć sam budynek ogrzewany z s i e c i c i e p ł o w n i c z e j . J e g o p o t r z e b y c i e p l n e o k r e ś l a norma PN-56/
B—0 3 ^ 0 6 , p r z y j m u j ą c o f i c j a l n e w s p ó ł c z y n n i k i i u s t a l a j ą c sposób o b l i c z a n i a s t r a t podstawowych i dodatków do s t r a t . S ł u ż ą one
18 T . C h l i p a l s k l , S t . L e g l e d
Z a g a d n i e n i a r e g u l a o j l s i e c i c i e p ł o w n i c z y c h 19 do o b l i o z e n l a p o w i e r z c h n i o g r z e w a l n y c h d l a warunków o b l i c z e n l o - wyoh. W p r a k t y c e obserwujemy poważne o d s t ę p s t w a od r z e c z y w i s t y c h p o t r z e b w y n i k a j ą c e o z ę ś c i o w o z n i e d o k ł a d n o ś c i p r o j e k t o w a n i a i wykonawstwa, c z ę ś c i e j j e d n a k z n i e z g o d n o ś c i p r z y j ę t y c h z a ł o ż e ń z r z e c z y w i s t o ś c i ą . Ch o d z i p r z e d e w s z y s t k i m o m a t e r i a ł y i k o n s t r u k c j ę p r z e g r ó d b u d o w l a n y c h , u k ł a d c i ś n i e ń w ogrzewanym b ud y n k u , maj ący z wi ą z e k z j e g o w y s o k o ś c i ą , s z c z e l n o ś c i ą 1 u k ł a dem f u n k c j o n a l n y m , n i e o k r e ś l o n o ś ć r z e c z y w i s t y c h warunków m e t e or o l o g i o z n y c u ( w i a t r , n a s ł o n e c z n i e n i e ) o r a z w i l g o t n o ś ć b udowl a
n a , zmienna w o z n s i e e k s p l o a t a c j i b u dy n k u . R o z b i e ż n o ś ć pomię
dzy r z e c z y w i s t y m i chwilowymi s t r a t a m i a o b l i c z o n y m i może p r z e - k r oo zy ó i 1 0%.
1 . 2 . O k ł a d h y d r a u l i c z n y s i e c i
P r z e p ł y w c z y n n i k a w s i e c i a c h o l e p ł o w n i c z y c h j e s t z r e g u ł y b u r z l i w y i c h a r a k t e r y z u j e s i ę w a r t o ś c i ą l i o z b y R e y n o l d s a p o
wyżej 1 0 * . W p i o n a o h i n s t a l a c j i w e w n ę t r z n e j w a r t o ś ć t n s p a da 1-r5*10^, z a ś w g a ł ą z k a c h g r z e j n l k o w y o h r u c h ma c h a r a k t e r p r z e j ś c l o w o - l a m i n a r n y w z g l ę d n i e nawet w y r a ź n i e l a m i n a r n y .
Związek pomiędzy n a t ę ż e n i e m p r z e p ł y w u c z y n n i k a " G " , o p o r n o ś c i ą w ł a ś c i w ą s i e c i " r " i s t r a t ą c i ś n i e n i a wyn l ks z wzoru p o ds t a w o w e g o :
ap - * g2
w k t ó r y m w s p ó ł o z y n n i k o p o r u l i n i o w e g o X j e s t f u n k c j ą Re 1 s z o r s t k o ś c i p r z ew o du . W p o s t a c i o g ó l n e j wzoru Ap = r GD może
my uważać o p o r n o ś ć w ł a ś c i w ą za s t a ł ą , co o z n a c z a , że z mi e nno ś ć X b ę d z i e u w z g l ę d n i o n a w zmiennym w y k ł a d n i k u " n " . P r z y j m u j ą c n a t o m i a s t p r o p o r c j o n a l n o ś ć s t r a t c i ś n i e n i a do G p otrzymamy z mi e n n o ś ć o p o r n o ś c i " r " z p r ze p ły we m. Zmienność t a j e s t po
ważna p r zy n i s k i c h w a r t o ś c i a c h l i c z b y R e y n o l d s a n a t o m i a s t w s i e c i a c h z e w n ę t r z n y c h , p r z y w y r a ź n i e b u r z l i w y m c h a r a k t e r z e r u c h u , j e s t n i e w i e l k a i może być we w s t ę p n y c h o b l i c z e n i a c h po
m i n i ę t a .
P r z y o b i e g a c h r ó w n o l e g ł y c h , c h a r a k t e r y z u j ą c y c h s i e ć c i e p ł o w n i c z ą . o b l i c z a m y z a s t ę p c z ą o p o r n o ś ć w ł a ś c i w ą wg wz or u:
20 T . C h l l p a l s k l , S t . Ł e g l e d
O p o r n o ś ć w ł a ś c i w a s i e c i j e s t więo J e j p a ra m e t r e m k o n s t r u k c y j - nym i a i e z a l e ż y od p r z e p ł y w u a n i r ó ż n i c y o l ś n i e ń . W p r o s t e j k o n s e k w e n o j i możemy p r z y j ą ć , ż e zmiana o i ś n l e n i a p r z y ł o ż o n a do d a ne g o w ę z ł a n i e wpływa na p o s z c z e g ó l n e r o z p ł y w y i i c h p r o p o r c j e , pod z a ł o ż e n i e m o c z y w i ś c i e , ż e r u c h j e s t we w s z y s t k i c h o - b i e g a o h b u r z l i w y 1 z mi ennoś ć w s p ó ł o z y n n l k a opor u l i n i o w e g o a
j e s t J e d n ak o w a . Warunek t e n może n a t o m i a s t n i e być s p e ł n i o n y w o b i e g a o h g r z e j n i k o w y c h i n s t a l a c j i w ew nęt r zny o h c h a r a k t e r y z u j ą c y c h s i ę n i s k ą w a r t o ś o l ą Re 1 p oważną, w tym z a k r e s i e , zmlen- n o ś o l ą w s p ó ł o z y n n l k a
1 . 3 . Zmie nnoś ć p o t r z e b o l e p l n y o h
Odrębny r o d z a j z a k ł ó c e ń wprowadza z a l e ż n o ś ć p o t r z e b o i e p l - nyoh p r z y ł ą o z o n y c h o b i ek t ów od czynników k l i m a t y o z n y o h . Z a l e ż n o ś ć t a j e s t w p r z y b l i ż e n i u l i n i o w a d l a w i ę k s z o ś c i o b i ek t ów i może być wyr aż ona wzorem
Q x t p - t zx
* x - ST " F “ - - F "0 p z
g d z i e I n d e k s o o z na o z a s t a n o b l i c z e n i o w y , I n d e k s x - s t a n c h w i l o w y , z a ś t p 1 t z - t e m p e r a t u r y w n ę t r z a 1 z e w n ę t r z n ą ( t r a k t o w a n e J a k o t e m p e r a t u r y wynikowe, u w z g l ę d n i a j ą o e w i a t r , n a p r o m i e n i o w a n i e i t d . ) .
Z o g ó l n e j p o s t a o l t e g o wzoru <p_ ■ a - b t _ _ wi d ać z a l e ż - no ś ć n a c h y l e n i a p r o s t e j od w s p ó ł c z y n n i k a " b" (■ t — r —) .
P a
W o b i e k t a o h o dużym p r z e s z k l e n i u ( n i e k t ó r e h a l e przemysłowe i s p e o j a l n e o b i e k t y k o mu n a l n e ) p o j a w i a s i ę r ó w n i e ż dodatkowa z a l e ż n o ś ć ( od t g ) t e m p e r a t u r y p o m i e s z c z e n i a ( t p ) t r a k t o w a n e j j a k o w i e l k o ś ć t e r m o m e t r y c z n a . W tym wypadku war unek zrównowa
żo n e g o k o m f o r t u c i e p l n e g o s p e ł n i a i n n a w i e l k o ś ć , b ę d ą c a kombi
n a c j ą t e m p e r a t u r y p o w i e t r z a i ś c i a n o t a o z a j ą c y o h (ozasem t e ż w i l g o t n o ś c i w z g l ę d n e j 1 p r ę d k o ś c i p o w i e t r z a ) 1 nazwana t e m p e -
Z a g a d n i e n i a r e g u l a c j i s i e c i c i e p ł o w n i c z y c h 21 r a t u r ą wynikową ( M l s s e n a r d ) . Można więc p r z y j ą ć , że z a l e ż n o ś ć p o t r z e b c i e p l n y c h od t e m p e r a t u r y z e w n ę t r z n e j d l a r ó ż n y c h o b i e k tów może być o p i s a n a pękiem l l n l l z b l i ż o n y c h do p r o s t y c h i że o b i e k t y o różnym p r z e z n a c z e n i u r e a g u j ą w r ó ż n y s p os ób na zmia
nę warunków z e w n ę t r z n y c h .
1 . 4 . C h a r a k t e r y s t y k a u r z ą d z e ń g r z e j n y c h
1 . 4 . 1 . Z m i e n n o ś c i p o t r z e b o l e p l n y c h o b i e k t u musi o dp owi ad a ć a n a l o g i c z n a z mi e nn o ść wydat ku c i e p l n e g o u r z ą d z e ń g r z e j n y c h , k t ó r ą z k o l e i u z ys ku je my p r z e z c i ą g ł ą l u b p u l s a c y j n ą z mi anę ś r e d n i e j t e m p e r a t u r y g r z e j n i k a . Zmiana t a może być z r e a l i z o w a na j a k o ś c i o w o , p r z e z zmianę t e m p e r a t u r y z a s i l a n i a w z g l ę d n i e 1 - l o ś c l o w o , p r z e z d ł a w i e n i e p r z e p ł y w u c z y n n i k a g r z e j n e g o . Z a l e ż no ś ć wydat ku c i e p l n e g o g r z e j n i k a od j e g o ś r e d n i e j t e m p e r a t u r y n i e j e s t l i n i o w a ze w z gl ę du na z mi ennoś ć w s p ó ł c z y n n i k a p r z e n i k a n i a o l e p ł a ( k ) g r z e j n i k a z t e m p e r a t u r ą .
O k r e ś l a t o przyjmowana o g ó l n i e z a l e ż n o ś ć :
■ k o g d z i e
k Q - w a r t o ś ć o b l i o z e n l o w a p r z y n o m i n a l n e j r ó ż n i c y
. , fcw1 + fcw2 . v
¿ 0 ( ---- 5 V
kx — w a r t o ś ć z m i e n i o n a
a / t w1x + t w2x Ł \
p r z y = ( --- g--- t p )
W y k ła d ni k "m" z a l e ż y od t y p u g r z e j n i k a ( p ł y t a p r o m i e n i u j ą c a , r u r a ż e b r o w a , g r z e j n i k c z ł o n o w y , k o n w e k t o r ) i p r z y j m u j e war
t o ś ć od 0 , 1 do 0 , 6 odp owi ed n i o.
Wydatek c i e p l n y g r z e j n i k a j e s t o k r e ś l o n y wzorem
22 T . C h l l p a l s k l , S t . L e g l e ó K o j a r z ą c oba w z o r y , doohodzimy do z a l e ż n o ś o l ś r e d n i e j t e m p e r a t u r y g r z e j n i k a
fcwś r o i ^
1 . 4 . 2 . I n s t a l a c j a wewnęt rzna o t r z y m u j e o i e p ł o z s i e c i z e w n ę t r z n e j b e z p o ś r e d n i o l u b p o ś r e d n i o p r z e z w ymi en ni k. Węzły b e z p o ś r e d n i e w y k o r z y s t u j ą do wywołani a k r ą ż e n i a wewn ęt rzn eg o e n e r g i ę s i e c i o w ą ( h y d r o e l e w a t o r ) , e n e r g i ę doda tko wą ( z m i e s z a n i e pompowe) w z g l ę d n i e e n e r g i ę p o o h o d z ą c ą z w ł a s n y c h d z i a ł a ń g r a w i t a c y j n y c h ( s y s t e m I n d u k o w a n y ) . Węzły wymiennikowe p o s ł u g u j ą s i ę po s t r o n i e k r ą ż e n i a w t ó r n e g o wymuszeniem (pompa) l u b g r a w i t a c j ą .
Węzły wymiennikowe w p r o w a d z a j ą , p r z y j a k o ś c i o w e j r e g u l a o j i s i e c i doda tk ową z a l e ż n o ś ć wydatku c i e p l n e g o i n s t a l a c j i od tem
p e r a t u r y wody s i e c i o w e j , z a ś wę zł y h y d r o e l e w a t o r o w e w y k az u j ą z a l e ż n o ś ć s w o j e j c h a r a k t e r y s t y k i od p r z e p ł y w u .
2 . B e g u l a o j a J a k o ś c i o w a i i l o ś c i o w ą
Zmiana ś r e d n i e j t e m p e r a t u r y g r z e j n i k a a więc i J eg o w y d a j n o ś c i c i e p l n e j , o d p o w i e d n i o do ch wi lowyc h p o t r z e b , n a s t ę p u j e a l b o p r z y s t a ł y m n a t ę ż e n i u p r ze p ł y w u c z y n n i k a p r z e z g r z e j n i k , wt edy p a r a m e t r e m prowadzonym j e s t t e m p e r a t u r a z a s i l a n i a , a l b o p r z y s t a ł e j t e m p e r a t u r z e z a s i l a n i a , wtedy p a ra me tr em r e g u l o w a nym J e s t i l o ś ć p r z e p ł y w a j ą c e g o c z y n n i k a . Metody t e n i e s ą rów
noważne gdyż p owoduj ą r ó ż n e r e a k o j e wt ór ne u k ł a d u g r z e j n e g o i h y d r a u l i c z n e g o .
2 . 1 . P r z y r e g u l a c j i j a k o ś c i o w e j , wobec s t a ł o ś o l p r z e p ł y w u , s p a d e k t e m p e r a t u r y wody w g r z e j n i k u "At " z m i e n i a s i ę l i n i o w o z o b o i ą ż e n l e m c i e p l n y m <px , co wyni ka z r ó w n a n i a Qx * GQ . o .
* i A t w *x* Możaa wi § c wyznaczyć pr og ra m p r o w a d z e n i a t e m p e r a t u r y z a s i l a n i a d l a w s z y s t k i c h warunków z e w n ę t r z n y c h wedł ug r ó w n a n i a
y " ■1
( t •, ) * t ł i +B + i At <p
' wl 'x p o r x 2 o r x
Z a g a d n i e n i e r e g u l a c j i a i e o l c i e p ł o w n i c z y c h 23 Równomierność rozpływów n i e u l e g a większym z a k ł ó c e n i o m , po
za t y m i , k t ó r e s ą z w i ą z a n e z d z i a ł a n i a m i g r a w i t a c y j n y m i , I n d u k u j ą c y m i s i ę w p i o n a c h i n s t a l a c j i w e w n ę t r z n e j .
P r og r am owa ni e t e m p e r a t u r y c z y n n i k a n a p o t y k a na z a s a d n i o z ą t r u d n o ś ć o b j ę c i a j e d n o l i t y m uk ł ade m r e g u l a c y j n y m i n s t a l a o j i wy
p o s a ż o n y c h w e l e m e n t y g r z e j n e o r ó ż n y c h c h a r a k t e r y s t y k a c h c i e p l n y c h ( p . 1 . 3 i 1 . 4 . 1 ) . P r o b le m t e n w y s t ę p u j e m n ie j wyr aź n i e w s i e c i a c h o b s ł u g u j ą c y c h o b i e k t y k o m u n a l n e , p o s ł u g u j ą c e się p r z e w a ż n i e Jednym typem g r z e j n i k a , j e s t j e d n a k ź r ó d ł e m t r u d n o ś c i e k s p l o a t a c y j n y c h w o b i e k t a c h p r ze my s ło wy ch o p r ze m i e s z a n y m t y p i e o d b i o r ó w .
2 . 2 . R e g u l a c j a i l o ś o i o w a . Równość Qx * Gx . o . (At,, >x ®oże być s p e ł n i o n a p r z y dowolnym s t o s u n k u czynników i l o c z y n u G «At^
z t ym, ż e j e g o w a r t o ś ć ma być u z a l e ż n i o n a od w s p ó ł c z y n g i k a ^ o b - c i ą ż e n i a ę x# Ś r e d n i a t e m p e r a t u r a wody w g r z e j n i k u ( . 1*^ .
“ t w ś r ^ ®u s i P r z7 ty® z m i e n i a ć s i ę w ed ł ug k r z y w e j o dp owi ad a
j ą c e j j e g o c h a r a k t e r y s t y c e c i e p l n e j . J e ż e l i t 1x ■ o o n s t , mamy do c z y n i e n i a z r e g u l a o j ą c z y s t o l l o ś o i o w ą , j e ż e l i z m i e n i a s i ę we d łu g j a k i e g o ś programu - r e g u l a c j a s t a j e s i ę i l o ś c i o w o - J a k o - ś c i o w a . P r z y s p e c j a l n i e dobranym p r o g r a m i e , t a k i m , że G « oonst - r e g u l a c j a p r z e c h o d z i w c z y s t o j a k o ś o i o w ą .
P r z y r e g u l a c j i c z y s t o i l o ś c i o w e j z mi e nn oś ć n a t ę ż e n i a p r z e pływu we dł ug <p x odpowiada k r zy w e j p r z e d s t a w i o n e j na w y k r e s i e n r 1. Z p r z e b i e g u t e j z a l e ż n o ś c i w y n i k a j ą dwa w n i o s k i : 1° - p r z y z m n i e j s z a n i u s i ę w s p ó ł c z y n n i k a o b c i ą ż e n i a "<Px " ( w z r o s t t z ) p r z e p ł y w g w a ł t o w n i e s p a d a , c h a r a k t e r r u c h u w p r ze wo dac h z m i e n i a s i ę na l a m i n a r n y 1 r ó w n o m i e r n o ś ć rozpływów u l e g a z n a c z nym z a k ł ó c e n i o m . Powoduje t o o g r a n i c z e n i a z a k r e s u s t o s o w a n i a t e g o t y p u r e g u l a c j i ^ 2° - p o w i ę k s z a n i e p r z e p ł y w u , ponad war t o ś ć n o m i n a l n ą w n i e z n a c z n y sposób z w i ę k s z a wy da j n o ś ć o i e p l n ą g r z e j n i k ó w .
J a k w i d a ć k a żd a z metod r e g u l a o j i ś r e d n i e j t e m p e r a t u r y wody w g r z e j n i k a c h p o s i a d a swoje wady. P r z y j a k o ś o i o w e j p o w s t a j ą t r u d n o ś c i w d o s t o s o w a n i u pr ogra mu t e m p e r a t u r o w e g o do c h a r a k t e r y s t y k c i e p l n y c h r ó ż n y c h o db i o r n i k ó w o r a z m a r no t ra ws t wo e n e r g i i k r ą ż e n i a n o m i n a l n y c h i l o ś o i wody, n i e z a l e ż n i e od o b c i ą ż ę -
24 T . C h l l p a l s k l , S t . L e c i e ć n l a o l e p l n e g o . P r z y i l o ś c i o w e j - k ł o p o t y z rozpływem c z y n n i k a i u r z ą d z e n i a m i r e g u l u j ą o y m l p r z e p ł y w .
Wydaje s i ę że p r a k t y c z n y c h r o z w i ą z a ń n a l e ż y s z u k a ć w r e g u - l a o j l J a k o ś c l o w o - l l o ś c l o w e j , w k t ó r e j t e m p e r a t u r a b ę d z i e s t e -
'~20 30 ?b 50 $5 ~ fb °C
" tu2X
R y s . 1. Z a l e ż n o ś ć wz gl ę dn eg o wydatku c i e p l n e g o g r z e j n i k a od p r z e p ł y w u p r z y r e g u l a c j i i l o ś c i o w e j
Z a ł o ż e n i a : t e m p e r a t u r a p o m l e s z o z e n l a = o , g r z e j n i k r a d i a t o r o w y k g r z “ zmienne z t e m p e r a t u r ą w g r a n i c a c h 7 , 0 - 5 , 5 k c a l / m ^ h deg
r o w a n a c e n t r a l n i we dł ug programu o d p o w i a d a j ą c e g o o d b i o r n i k o w i o c h a r a k t e r y s t y c e " n a j w y ż s z e j " k o r y g u j ą c I l o ś c i o w o , J e ż e l i n i e w s z y s t k i e p o z o s t a ł e , t o p r z y n a j m n i e j t e n a j b a r d z i e j o d b i e g a j ą c e . Wtedy w i ę k s z o ś ć odbiorów ko m un al n yc h , o c h a r a k t e r y s t y k a c h p o ś r e d n i c h , wykaże w o k r e s a c h c i e p l e j s z y c h t e m p e r a t u r ę pomie
s z c z e ń n a d ą ż n ą za t e m p e r a t u r ą z e w n ę t r z n ą , co z r e s z t ą j e s t ko
r z y s t n e ze względu na sezonową a k l i m a t y z a c j ę u s t r o j u l u d z k i e g o do warunków z e w n ę t r z n y c h . Wykresy t a k i e , d l a s p e c y f l y c z n y c h s i e c i ś l ą s k i c h ( o d b i o r y m ie s z a n e p r ze m y s ł o w o - k o m u n al n e ) z o s t a ł y oprac owane w K a t e d r z e Ogr ze wn l ct wa i Ochrony A t m o s f e r y , Po
l i t e c h n i k i ś l ą s k i e j .
Z a g a d n i e n i a r e g u l a c j i s l e o l o l e p ł o w n l o z y o h 25 3 . U k ł a d r e g u l a c y j n y
3 . 1 . W p r z e p r o w a d z o n e j a n a l i z i e metod d o s t o s o w a n i a d o s ta w y c i e p ł a do chwi lowyoh p o t r z e b , n i e k o n k r e t y z o w a n o a n i s y s t e m u r e g u l a c j i a n i s po s ob u p r z e k a z a n i a I m pu l s u na o z ł o n y wykonawoze u k ł a d u r e g u l a c y j n e g o . Syst em r e g u l a c j i w i ą ż e s i ę ś c i ś l e z wy
borem t a k i e j w i e l k o ś o i m i e r z o n e j , k t ó r a w r a z i e o d c h y l e n i a od w a r t o ś c i z a d a n e j , z a w i ą z u j e c a ł y s z e r e g d z i a ł a ń z d ą ż a j ą c y c h do l i k w i d a c j i t e g o o d c h y l e n i a .
W i e l k o ś c i ą w t e n s p o s ób r e g u l o w a n ą , k t ó r e j o d c h y l e n i e J e s t im
pulsem d l a r e g u l a t o r a , może byó t e m p e r a t u r a p o m i e s z c z e n i a , tem
p e r a t u r a wody z a s i l a j ą c e j l u b s p a d ek t e m p e r a t u r y wody w i n s t a l a c j i . W p ier ws zy m wypadku I m p u l s u j ą c a w l e l k o ś ó m i e r zo na ( t p ) J e s t w ł a ś n i e c e l e m p r o o e s u c i e p ł o w n i c z e g o , w dwóch n a s t ę p n y c h c e l t e n J e s t o s i ą g a n y p o ś r e d n i o , pod z a ł o ż e n i e m , ża w a r t o ś ó za
d aną b ędz ie my z m i e n i a ć w z a l e ż n o ś c i od i n n e g o p a r a m e t r u z a k ł ó c a j ą c e g o (w tym wypadku od t e m p e r a t u r y z e w n ę t r z n e j ) t a k , aby e f e k t g r z e j n y mógł być o s i ą g n i ę t y . S y g n a ł b i e g n i e po t o - r z e o t w ar t ym i o s l ą g n l ę o i e o s t a t e c z n e g o e f e k t u j e s t z a l e ż n e od p o p r a w n o ś c i z a ł o ż o n e j r e l a o j i pomiędzy p a r am et r em sterowanym a p a ra m e t r e m podstawowym t j . t e m p e r a t u r ą w n ę t r z a .
Por ówna jmy , d l a p r z y k ł a d u t r z y u r z ą d z e n i a r e g u l a c y j n e :
3 . 1 . 1 . Aut om at yc zna r e g u l a c j a g r z e j n i k a w k t ó r e j w e j ś c i e m do r e g u l a t o r a j e s t t e m p e r a t u r a wewnęt rzna
3 . 1 . 2 . Au t om at y cz na r e g u l a c j a p r z e p ł y w u w wę ź le b ud y n k u , ko
r z y s t a j ą c a z I m pu l s u p o b r a n e g o od t e m p e r a t u r y J e d n e g o z t y p o wych p o m i e s z c z e ń .
3 . 1 . 3 . S t e r o w a n i e t e m p e r a t u r y z a s i l a n i a d l a b ud y n k u , g r up y l u b c a ł e j s i e c i .
W p r z y p a d k u 3 . 1 . 1 . t e m p e r a t u r a p o m i e s z o z e n l a , przyi s p r a w n i e d z i a ł a j ą c y m r e g u l a t o r z e , może b y ó , n i e z a l e ż n i e od warunków z e w n ę t r z n y c h , u t r z y m a n a w z a d a n e j w y s o k o ś c i . J e s t t o w ł a ś c i w a r e g u l a c j a o u k ł a d z i e z amk ni ęt ym.
W p r z y p a d k u 3 . 1 . 2 j e d y n i e p o m i e s z c z e n i e z a o p a t r z o n e w c z u j n i k t e m p e r a t u r y o s i ą g a w a r t o ś ó ż ą d a n ą . P o z o s t a ł e mogą wykazy—
waó o d c h y l e n i a , n i e pr z e k a z y wa n e na r e g u l a t o r , o w i e l k o ś c i z a
26 T . C h l i p a l s k l , S t . L e g i e ć l e ż n e j od t e o r e t y c z n e j z g o d n o ś c i i c h c h a r a k t e r y s t y k i c i e p l n e j z o h a r a k t e r y s t y k ą p o m i e s z o z e a i a m i e r z o n e g o .
P r z y p a d e k 3 . 1 . 3 na wyraźny o h a r a k t e r s t e r o w a n i a a popraw
n o ś ć e f e k t u z a l e ż y w y ł ą c z n i e od , z g o d n o ś c i s t r a t c i e p l n y c h w s z y s t k i o h p o n i e s z o z e ń z o b l i c z o n y m i t e o r e t y c z n i e o r a z od p e ł n e j p o p r a w n o ś c i o b l i c z e ń h y d r a u l i c z n y o h i c l e p l n y o h u k ł a d u g r z e j n e g o .
W obu o s t a t n i o h wypadkaoh l io z ymy w y r a ź n i e na p opr awnoś ć r o z p ł y w u o z y n n i k a w s i e o l r o z d z i e l o z e j i i n s t a l a o j i w e w n ę t r z
n e j o r a z z ao h owa n ie ż ą d a n y c h p r o p o r o j i przepływów we wszystkioh wa r un k ac h t e m p e r a t u r o w y c h i h y d r a u l i o z n y c h s i e o i m a g i s t r a l n e j .
3 . 2 . W o p i s a n y c h wyżej p r z y k ł a d a o h r o z r ó ż n i o n o dwie p o d s t a wowe n o ż l i w o ś o i r e g u l a c y j n e : r e g u l a o j a z i m p u l s u p ł y n ą c e g o od p a r a m e t r u k o n t r o l o w a n e g o t j . t e m p e r a t u r y w e w n ę t r z n e j o r a z s t e r o w a n i e p ar amet r ów o i e p l n y o h c z y n n i k a g r z e j n e g o , k o n k r e t n i e
t e m p e r a t u r y c z y n n i k a . W r z e c z y w i s t o ś o i p i e r w s z a metoda n i e mo
że s i ę o b e j ś ć b e z d r u g i e j , choćby ze wzg l ęd u na k o n i e c z n e o g r a n i c z e n i e z a k r e s u p r a c y r e g u l a t o r ó w .
W m e t o d z i e d r u g i e j , o z y s t o j a k o ś o l o w e j , muszą być s p e ł n i o n e dwa podstawowe w a r u n k i :
3 . 2 . 1 . Równomierność rozpływów c z y n n i k a na p i o ny i g r z e j n i k i w i n s t a l a c j i w e w n ę t r z n e j o r a z na p o s z o z e g ó l n e węzł y z s i e c i r o z d z i e l c z e j .
3 . 2 . 2 . Zgodność t e o r e t y c z n y c h p r z y j ę ć ( c h a r a k t e r y s t y k a c i e p l n a b u dy n ku , dobór g r z e j n i k ó w ) z r z e c z y w i s t y m i f a k t a m i .
I s t n i e j e t r z e c i a m o ż l i w o ś ć , n a j b a r d z i e j godna w z i ę c i a pod uwagę a m i a n o w i c i e s k o j a r z e n i e r e g u l a c j i i n d y w i d u a l n e j (o c h a r a k t e r z e i l o ś c i o w y m ) z j a k o ś c i o w ą . J e s t ona w ł a ś n i e p r z e d m i o tem o p r ac o wa ne j k o n c e p c j i j a k o r e g u l a o j a j a k o ś c i o w a ze s t a b i l i z a c j ą h y d r a u l i o z u ą i k o r e k c j ą c i e p l n ą .
3 . 3 . S t a b i l i z a c j a h y d r a u l i c z n a j e s t i d z i ś ( j a k k o l w i e k n i e z b y t k o n s e k w e n t n i e ) s t o s o w a n a w f o r m i e o g r a n i c z e ń przepływów w w ę z ł a c h budynkowych i podstawowych w ę z ł a c h s i e c i o w y o h ( k r yz y d ł a w i ą c e ) . Wobec p u l s u j ą c y c h o l ś n i e ń w m a g i s t r a l i ( p . r o z d z . 1 . 1 ) p r z y j m u j e s i ę p o w s z e c h n i e metodę wymiany k r y z za każdym
Z a g a d n i e n i a r e g u l a c j i a l e o i c i e p ł o w n i c z y c h 27 r a z e m gdy p o j a w i s i ę nowy o d b i o r n i k . Można temu z a r a d z i ć przez w ł ą c z e n i e we właściwym m i e j s c u pomiędzy m a g i s t r a l ą , b ę d ą o ą j e d nym z e ź r ó d e ł z m i e n n o ś c i o l ś n i e ń d y s p o z y o y j n y c h , a o d g a ł ę z i e ni em o s i e d l o w y m , r e g u l a t o r a s t a b l l l z u j ą o e g o r ó ż n i c ę c i ś n i e ń o - r a z p r z y j m u j ą o o d p o w i e d n i ą metodę s t a b l l l z a o j l t r w a ł e j w węz
ł a c h budynkowych. Metoda t a j e s t o p i s a n a , j a k o r e g u l a o j a n a - s t a w o z a w r o z d z i a l e 4 .
3 . 4 . R e g u l a o j a k o r e k c y j n a p o l e g a na l l o ś o l o w e j k o r e k o j i p r z e p ł y w u 1 j e s t z l o k a l i z o w a n a w w ę ź l e p r z y ł ą c z e n i o w y m w z g l ę d n i e , w d a l s z e j p r z y s z ł o ś c i , na i n d y w i d u a l n y c h g r z e j n i k a c h l u b i c h g r u p a o h . Wymagałoby t o s t o s o w a n i a n i e z a l e ż n y o h r e g u l a t o r ó w w z g l ę d n i e zmiany k o n c e p c j i i n s t a l a c j i w e w n ę t r z n y c h , t a k by po
z w o l i ć na swobodną k o n t r o l ę g ru py g r z e j n i k ó w j e d n e g o m i e s z k a n i a p r z e z użytkownika, z z a s t o s o w a n i e m o c z y w i ś c i e l i c z n i k a c i e p ł a l u b t y l k o p r z e p ł y w u p o b i e r a n e g o c z y n n i k a g r z e j n e g o .
Do g r up y t e j n a l e ż y r ó w n i e ż sp os ób podany w p . 3 . 1 . 2 p r ó b o wany o b e c n i e na s i e o l w a r s z a w s k i e j .
4 . R e g u l a c j a n a s t a w c z a ( w s t ę p n a )
J e s t t o r e g u l a c j a t r w a ł a i d o t y c z y s i e c i r o z d z i e l c z e j o u s t a b i l i z o w a n e j na w e j ś c i u r ó ż n i c y o l ś n i e ń . S i e ć t a p o d l e g a ze s we j s t r o n y pewnym z a k ł ó c e n i o m h y d r a u l i c z n y m spowodowanym z m i e n n o ś c i ą przepływów p r z e z p o s z c z e g ó l n e o d c i n k i , w s k u t e k do
ł ą c z a n i a c o r a z t o nowych o d b i o r n i k ó w . W i e l k o ś ć t y c h zmian z a l e ż y od m i e j s c a p r z y ł ą c z a n i a i s t o s u n k u p r z y ł ą o z a n e j mocy c i e p l n e j do mocy c a ł e j g r u p y . Celem o k r e ś l e n i a z a k r e s u t y c h z m i e n n o ś c i p r z e p r o w a d z o n o na k i l k u p r z y k ł a d a c h ( j e d e n z n i c h d o t y c z y ł a k t u a l n e j s i e c i k a t o w i c k i e j , g a ł ą ź NS-EC Chorzów) ob
l i c z e n i e o d c h y l e ń od z a d a n y c h p r ze p ły wó w , z a k ł a d a j ą c rozbudowę o s i e d l a od s t a n u p r a w i e zerowego do d o c e l o w e g o , r a z od k o ń c a , r a z od p o c z ą t k u s i e c i . Z a ł o ż o n o docelowe z a k r y z o w a n i e w s z y s t k i c h wę zł ów. Uzyskano n a s t ę p u j ą c e w n i o s k i :
4 . 1 . R o z r e g u l o w a n i e przepływów j e s t m n i e j s z e p r z y o b c i ą ż a n i u s i e c i od p o c z ą t k u . R o z r e g u l o w a n i e maksymalne =* + 13# g l o b a l n e g o p r z e p ł y w u n o m i n a l n e g o o r a z + 26# p r z e j ś c i o w o w o s t a t nim k o l e j n o b u d y n k u , gdy r ozbudowa o s i ą g n i e o k . 50# o b i e k t ó w .
D z i e l ą c o k r e s rozbudowy o s i e d l a oa 5 etapów otrzymamy d l a po
s z c z e g ó l n y c h etapów n ad mi a r k r ą ż ą c e g o o z y n n i k a : 1%, 12 $, 13%, 10%, 0%.
4 . 2 . J e ż e l i o b s z a r z a s i l a n y s i e c i ą s k ł a d a s i ę z p o s z c z e g ó l nych o d l e g ł y c h od s i e b i e o s i e d l i l u b z a k ł a d ó w , wtedy r o z l e g u - l o w a n i e r o ś n i e z i c h wzajemną o d l e g ł o ś c i ą . G e n e r a l n a s t a b i l i z a c j a c i ś n i e n i a d y s p o z y c y j n e g o d l a c a ł e g o o b s z a r u powinna w tym wypadku być p r z e s u n i ę t a j a k n a j b l i ż e j o s i e d l i ( m i e j s c e 2a na r y s . 2 ) , w z g l ę d n i e p o d z i e l o n a na p o s z c z e g ó l n e o s i e d l a . Wtedy r o z r e g u l o w a n i e o s i ą g n i e minimum, j a k w p . 4 . 1 .
28________________________________________ T . C h l t p a l s k l , S t . L e g i e ć
R y s . 2 . Schemat u k ł a d u s i e c i o i e p ł o w n i c z e j
1 - s i e ó m a g i s t r a l n a , 2 , 2a - a l t e r n a t y w n e u m i e s z o z e n i e p od s t a c j i r e g u l u j ą c e j w a r u n k i h y d r a u l i c z n e , 3 - o d g a ł ę z i e n i e s i e c i o w e , 4 - w ę z e ł budynku z ewentualnym r e g u l a t o r e m korekoyj nym,
5 - r e g u l a t o r k o r e k o y j n y w p o m i e s z c z e n i u , 6 - budynek
Wniosek o s t a t e c z n y można s fo r mu ł ow ać n a s t ę p u j ą c o :
W s z y s t k i e wę zł y budynkowe powinny być od p o c z ą t k u z akryz owa ne d o c e l o w o . W z u p e ł n i e s p o r a d y c z n y c h wypadkaoh (gdy s i e ć j e s t ob
c i ą ż a n a od k o ń c a ) można n a j d a l s z y budynek p r z e j ś c i o w o d o d ł a - w i ć . Wyrażane J e s z c z e c i ą g l e obawy, że rozbudowa układów c i e p ł o w n i c z y c h wi ąże s i ę z n i e u s t a n n y m p r ze k ry z ow yw an i em , s ą p o - z o awl on e p o d s t a w , n a l e ż y j e d n a k d o d a ć , że warunkiem u t r z y m a n i a n o m i n a l n y c h l u b z b l i ż o n y c h do n o m i na l ny c h rozpływów j e s t s t a - b l l l z a o j a r ó ż n i o y o l ś n i e ń w podstawowych wę z ła oh s i e o i .
Z a g a d n i e n i a r e g u l a c j i s i e c i o l e p ł o w n i c z y c h 29 5 . S t a b l l i z a o . l a warunków h y d r a u l i c z n y c h a i e o l
S t a b i l i z a c j a r ó ż n i e j c i ś n i e ń może być dokonana d l a t a k i e g o obwodu, w kt ór ym n i e w y s t ę p u j ą poważne zmiany w j e g o o p o r n o ś c i w ł a ś c i w e j w c z a s i e r u c h u .
I n d y w i d u a l n a i n s t a l a c j a , p o s i a d a j ą o a z n a t u r y r z e c z y o p o r n o ś ć u s t a l o n ą , s p e ł n i a za m sze t e n w a r u n e k .
W wypadku g r u p y budynków o p o r n o ś ć u l e g a z m i a n i e za każdym r a zem gdy j e s t p r z y ł ą c z a n a nowa i n s t a l a c j a , j e d n a k w r o z d z i a l e 4 w y j a ś n i o n o , że z a k r y z o w a n i e o d b i o r n i k ó w na s t a n docelowy pozwa
l a o g r a n i o z y ó r o z r e g u l o w a n i e rozpływów do minimum i w tym wy
p a d k u , pod war unkiem j e d n a k z a c h o w a n i a d l a c a ł e g o t e g o obwodu u s t a l o n e j r ó ż n i c y c i ś n i e ń .
N a l e ż y s w r ó o i ć t u uwagę na t o , że s t a b i l i z a c j a r ó ż n i c y o l ś n i e ń d l a p o j e d y n c z e g o o d b i o r n i k a j e s t r ó wn o z n a c z n a ze s t a b i l i z a c j ą p r z e p ł y w u 1 s t ą d p r ób y z a s t o s o w a n i a zaworu s t a ł e g o wy
d a t k u , n i e u d an e go pod względem k o n s t r u k c y j n y m i wy co fa neg o z p r o d u k c j i . Również i pod względem c i e p l n y m r e g u l a t o r t a k i może s p e ł n i ć swoj e z a d a n i e j e d y n i e w wypadku p e ł n e g o d o s t o s o w a n i a p rogra mu t e m p e r a t u r o w e g o s i e c i do p o t r z e b danego b u dy nk u . P r o wadząc p r o gr am g e n e r a l n y , z a d o w a l a j ą c y o d b i o r n i k i o r ó ż n e j cha
r a k t e r y s t y c e , n i e możemy s p o d z i e w a ć s i ę p oz yt ywnyc h wyników.
Tak wi ęc s t a b i l i z a o j a r ó ż n i c y c i ś n i e ń powinna o d n o s i ć s i ę p r z e d e w s z y s t k i m do podstawowych węzłów s i e c i , pray czym o d b i o r n i k i p r z y ł ą c z o n e poza r e g u l a t o r e m powinny s p e ł n i a ć wa rune k j e d n o r o d n o ś c i pod względem s w o j e j c h a r a k t e r y s t y k i , co omówiono s z c z e g ó ł o w o w r o z d z i a l e 2 . W wypadku w i ę k s z y o h o d s t ę p s t w w p r o g r a m i e t e m p e r a t u r o w y m , o d b i o r n i k i poważni e o d s t a j ą c e powinny o t r z y m a ć d od at ko wą r e g u l a c j ę k o r e k c y j n ą . F u n k c j a r e g u l a t o r a p o l e g a na p r ze j m o w a n i u dwóch r ó ż n y o h z a k ł ó c e ń :
- od s t r o n y m a g i s t r a l i - zmiany c i ś n i e ń d y s p o z y c y j n y c h
- od s t r o n y o d b i o r n i k ó w - zmiany p r z e p ł y w u spowodowanej k o r e k c j a m i p r z e p ł y w u w w ę z ł a c h budynkowych.
S t a b i l i z a c j a warunków h y d r a u l i c z n y c h ma s i ę wi ęc o d n o s i ć do r ó ż n i c c i ś n i e ń w podstawowych w ę z ł a o h s i e o i a n i e do p r z e p ł y w u . Pod względem k o n o e p o j i k o n s t r u k c y j n e j s t a b i l i z a t o r s k ł a d a s i ę z dwóch r e g u l a t o r ó w , na z a s i l a n i u i p o w r o c i e , p r z y j m u j ą c y c h i m p u l s od o d c h y l e ń r ó ż n i c y c i ś n i e ń o r a z o i ś n l e n i a manometryoz—
30 T. C h l i p a l s k i , S t . L e g l e d nego w p r z e w o d z i e powrotnym. C i ś n i e n i e t o powinno być k o n t r o lowane c el em u t r z y m a n i a d l a k a ż d e j g ł ó w n e j g 8 ł ę z i w ła ś ci we g o d l a n i e j c i ś n i e n i a s t a t y c z n e g o ( r ó ż n i c e w pionowym u k s z t a ł t o wani u t e r e n u i w y s o k o ś c i a c h b udynków) . P r a c a s t a b i l i z a t o r a po
l e g a na tym, że u t r z y m u j e s t a ł ą r ó ż n i c ę c i ś n i e ń na w y j ś c i u n i e z a l e ż n i e od z m i e n i a j ą c e j s i ę o p o r n o ś c i w ł a ś c i w e j p r z y ł ą c z o n e j g a ł ę z i . O po rn oś ć t a , j a k podano w y ż e j , z m i e n i a s i ę zarówno w s k u t e k rozbudowy g a ł ę z i , j a k i w s ku t ek e w e n t u a l n e j i n g e r e n c j i r e g u l a t o r ó w k o r e k c y j n y c h w wę z ł a c h budynkowych.
6 . R e g u l a c j a koreko.y.lna
P o t r z e b a wpr owa dz an i a d l a n i e k t ó r y o h o d b i o r n i k ó w k o r e k c j i z o s t a ł a o b j a ś n i o n a w p u n k o i e 3 . 4 r o z d z . 3 .
W y s t ę p u j e ona p r z y g e n e r a l n i e j a k o ś c i o w e j r e g u l a c j i s i e c i c i e p ł o w n i c z e j , p r owa d z o n e j wedł ug programu o d p o w i a d a j ą c e g o n a j b a r d z i e j o d s t a j ą c e j c h a r a k t e r y s t y c e o d b i o r u ( n a j w y ż s z e j ) , z e - went ualnym k i l k u s t o p n i o w y m zapasem ze wzgl ędu na n i e p r z e w i d z i a ne p o t r z e b y o r a z k o n i e c z n o ś ć u t rz y my wa n ia automatów w s t a ł e j g o t o w o ś o i do p r a c y .
Sp os ó b p r z e p r o w a d z e n i a k o r e k c j i z a l e ż y od r o a z a j u w ę z ł a . P r z y z ł ą c z u b e z p o ś r e d n i m k o r e k t a j e s t i l o ś c i o w a , p r z y wymień- nikowym - l l o ś o i o w a k o r e k t a o b i e g u p i e r w o t n e g o , p r z e t w a r z a s i ę w na j a k o ś c i o w ą w o b i e g u wtórnym ( u k ł a d pomp o b i e g u w e w n ę t r z n e go d a j e s t a ł ą i l o ś ć k r ą ż ą c e j wody) .
Ten t y p r e g u l a c j i wydaj e s i ę być n a j b a r d z i e j godnym p o l e c e n i a , gdyż ł ą c z y w s o b i e z a l e t y s t a b i l n o ś c i p r a c y u k ł a d u j a k o ś ciowe go z m o ż l i w o ś c i ą d o s t o s o w a n i a w y d a j n o ś c i c i e p l n e j do i n d y w i d u a l n y c h p o t r z e b p o s z c z e g ó l n y c h o d b i o r c ó w .
7 . Wybór k o n c e p c j i r e g u l a c j i
7 . 1 . Roz waż ania p r z e p r o w a d z o n e w p o p r z e d n i c h r o z d z i a ł a c h pr owadzą do w n i o s k u , że do d y s k u s j i s ą dwa możliwe s ys te my kon
t r o l i p r a c y układów c i e p ł o w n i c z y c h :
I . S t e r o w a n i e p ar amet r ów c i e p l n y c h c z y n n i k a p r zy u s t a w i o n y c h r o z p ł y w a c h .
Z a g a d n i e n i e r e g u l a c j i s i e c i c i e p ł o w n i c z y c h 31 I I . Aut om at yc zna k o n t r o l a z a da n e g o e f e k t u o g r z e w n i c z e g o u po
s z c z e g ó l n y c h o d b i o r o ó w .
ad I . W wypadku 1 , w a r u n k i h y d r a u l l o z n e w s l e o l muszą byó k o n t r o l o w a n e t a k , aby z a p ew n i ć p r a w id ł ow y r o z p ł y w c z y n n i k a . B ę d z i e t o J e d n o z n a c z n e z prawidłowym r ozpł ywe m c i e p ł a t y l k o w wypadku gdy p r o j e k t i wykonawstwo I n s t a l a c j i b ę d ą p r a w i d ł o w e . R e g u l a c j a r uchowa ma c h a r a k t e r J a k o ś c i o w y z m o ż l i w o ś c i ą k o r e k c j i i l o ś c i o w e j d l a n i e k t ó r y c h o d b i o r n i k ó w , J e ż e l i I c h c h a r a k t e r y s t y k a o i e p l n a od
b i e g a od t y po we j w d a n e j s i e c i .
ad I I . W wypadku 2 , w s ku t ek z a s t o s o w a n i a automatów d o z u j ą c yc h c i e p ł o d l a p o s z c z e g ó l n y c h o b i e k t ó w , w z g l . g r z e j n i ków, n a s t ę p u j e pewne u n i e z a l e ż n i e n i e f u n k c j i g r z e j n e j od warunków c i ś n i e n i o w y c h w s i e c i . Rozpływ c z y n n i k a w s i e c i J e s t c i ą g l e z m i e n ny , z a l e ż n i e od ohwl lowego u s t a w i e n i a r e g u l a t o r ó w . T e m p e r a t u r a z a s i l a n i a może byó prowa
dzona na p oz i o m i e dowolnym, b y l e wyższym od p o t r z e b n e g o do p o k r y c i a c h wi lo wy c h p o t r z e b c i e p l n y c h o b i e k t u .
Metoda d r u g a d a j e n i e w ą t p l i w i e wyższy poziom k o m f o r t u c i e p l nego, gdyż J e s t on b e z p o ś r e d n i o k o n t r o l o w a n y w m i e j s c u o d b i o r u J ed na k j e j p r a k t y c z n a s k u t e c z n o ś ć z a l e ż y od pewnych warunków, k t ó r y c h obecne ś l e c i e n i e s ą w s t a n i e s p e ł n i ć . A u t o m a t y z a c j a wymaga p r z y g o t o w a n i a c a ł e g o u k ł a d u do j e j p r z y j ę c i a , e l e m e n t y s kł ad ow e s y s t e mu muszą byó w s w o j e j podstawowej f u n k c J i n ys oko- s p r a w n e , musi byó r ó w n i e ż z apewniony wys oki s t a n d a r d o b s ł u g i i wykonawstwa, a t a k ż e możl iwoś ć wymiany l u b naprawy n i e s p r a w n e go c z ł o n u .
P o r ó w n a n i e nakładów p r a c y 1 k os ztów wpr owa dz e ni a Jednego lub d r u g i e g o s ys te mu d a j e r a c z e j p r e f e r e n c j ę a l t e r n a t y w i e p i e r w s z e j , k t ó r a J u ż d z i ś J e s t możliwa do r e a l i z a c j i , a n i e p r z e s z k a d z a p r z e j ś o l u na b e z p o ś r e d n i ą k o n t r o l ę warunków m i k r o k l i m at u, t j . metodę d r u g ą , w c h w i l i gdy o d p o w i e d n i e u r z ą d z e n i a au
t o m a t y c z n e b ę d ą o s i ą g a l n e .
32 T. C h l l p a l s k i , S t . L e g l e ć 7 . 2 . R e g u l a c j a j a k o ś c i o w a ze s t a b i l i z a c j ą h y d r a u l i c z n ą i ko
r e k c j ą o i e p l n ą
R e g u l a o j a J a k o ś c i o w a J e s t dc c h w i l i o b e o n e j J e d y n ą metodą s t o s o w a n ą w P o l s c e . Ni e d a j e d o b r y c h wyników ze wzgl ędu na z a n i e d b a n i a w p r z y g o t o w a n i u s i e c i i o d b i o r n i k ó w . Brak u s t a w i e n i a r o zp ł y w ó w , r o z p o z n a n i a c h a r a k t e r y s t y k p r z y ł ą c z o n y c h od
b i o r n i k ó w 1 o d p o w i e d n i e g o w y p o s a ż e n i a pomiarowego i r e g u l a c y j n e g o . N a l e ż y z da ć s o b i e s p r a w ę , że u s u n i ę c i e t y o h braków 1 u - s p r a w n l e n l e c a ł e g o u k ł a d u j e s t p r o c e s e m d ł u g i m , J e d n ak k o n i e c z nym, zarówno d l a p i e r w s z e j Jak i d l a d r u g i e j a l t e r n a t y w y .
Obecny s y s t e m r e g u l a c j i j a k o ś c i o w e j musi p r z e j ś ć e w o l u c j ę , k t ó r e j program można u s t a l i ć n a s t ę p u j ą c o :
E t a p 1 - p r z y g o t o w a w o z y , ma d o p r o w a d z i ć do r o z p o z n a n i a s t a t y c z n y c h i d yn ami czn yc h c h a r a k t e r y s t y k s i e c i o r a z o l e p l n y c h c h a r a k t e r y s t y k o d b i o r n i k ó w . P o z w o l i t o z J e d n e j s t r o n y na opr a- oowani e z a s a d 1 z a l e c e ń p r o j e k t o w a n i a n a s t ę p n y c h układów s i e ciowyc h ( n p . ł ą c z e u l e j e d n o r o d n y c h o d b i o r n i k ó w w g r u p y , wy
d z i e l a n i e g a ł ę z i pr zemys łowych l u b s t o s o w a n i a z a s i l a n i a t r ó j - pr ze wo do we go , p r e f e r o w a n i e n a j k o r z y s t n i e j s z y c h typów węzłów p r z y ł ą c z e n i o w y c h . . . ) , z d r u g i e j s t r o n y p o z w o l i na z a s t o s o w a n i e o p t y m a l n y c h programów s t e r o w a n i a t e m p e r a t u r y c z y n n i k a .
'V e t a p i e tym n a l e ż y r ó w n i e ż u j e d n o l i c i ć i u z u p e ł n i ć wyposa
ż e n i e p o m i a r o w o - k o n t r o l n e węzłów budynkowych 1 podstawowych węzłów s i e c i o w y c h .
E t a p 2 - Et8p t e n ma d o p r o w a d z i ć do u p o r z ą d k o w a n i a u k ł a d u hy d r a u l l o z n e g o s i e c i , z a c z y n a j ą c od s t a b i l i z a c j i rozpływów pr ze : p o s z c z e g ó l n e węzł y ( k r y z o w a n i e d o c e l o w e ) , p o ł ą c z o n e j z k o n t r - l ą c i ś n i e ń d y s p o z y c y j n y c h w podstawowych w ę z ł a c h s l e o i . Kc n - t r o l a t a , o p a r t a o m o ż l i w o ś c i po mi ar u 1 r e g u l a c j i c i ś n i e ń w t y c h w ę z ł a c h (komory s t a b l l l z u j ą o e ) , p o z w o l i na okresowe do s to s o w y wa n i e r ó ż n i c c i ś n i e ń do z m i e n i a j ą c e j s i ę z p o s t ę p u j ą c ą r o z b u d o w ą , c h a r a k t e r y s t y k i h y d r a u l i c z n e j d a n e j g a ł ę z i .
W n a s t ę p n e j k o l e j n o ś c i n a l e ż y opr acować a u t o m a t y z a c j ę u r z ą d z e ń , r e g u l a c y j n y c h w komorach ( r e g u l a t o r s t a b i l i z u j ą c y ) . E t a p 3 - P i e r w s z e dwa e t a p y d o p r o w a d z a j ą do p o r zą d ku i moż
l i w o ś c i p e ł n e j k o n t r o l i p r a c y s i e c i o i e p ł o w n l c z e j o r a z w p e -
Z a g a d n i e n i a r e g u l a c j i a l e o l o l e p ł o w n l c z y o h 33 u l e n s po s ób r e g u l u j ą d o s ta wę c i e p ł a do p o s z c z e g ó l n y c h o d b i o r ników. U m o ż l i w i a j ą r ó w n i e ż wpływ na I n s t a l a c j e mni ej s pr aw ne p r z e z p r z e s t a w i e n i e p r z e p ł y w u c z y n n i k a ( k o r e k t a k r y z y w w ę ź l e ) . J e d n o l i t y pr og ra m t e m p e r a t u r o w y z a s i l a n i a , d ob r a n y n p . do I n s t a l a c j i konwekt orowych l u b węzłów wymiennikowych, powoduje r ó ż n y p r z e b i e g t e m p e r a t u r y w n ę t r z a w c i ą g u s e z o nu o g r z e w n i c z e go w I n n y c h I n s t a l a c j a c h - s t a ł o ś ć t e j t e m p e r a t u r y l u b pewną n a d ą ż n o ś ć za t e m p e r a t u r ą z e w n ę t r z n ą . Wynikiem p i e r w s z y c h dwóch
w
etapów b ę d z i e poprawa r o z p ł y w u c i e p ł a 1 d z i ę k i t emu, r a c j o n a l na 1 b a r d z i e j ekonomi czna n i ż d o t ą d e k s p l o a t a c j a .
W t r z e c i m e t a p i e może z o s t a ć w p e ł n i z a s t o s o w a n a a u t o m a t y c z na k o n t r o l a p r a w i d ł o w y c h warunków m i k r o k l i m a t u w p o s z c z e g ó l nych o d b i o r n i k a c h . K o n t r o l a t a b ę d z i e p o l e g a ć na j a k o ś c i o w e j k o r e k c j i p r z e p ł y w u we d łu g p o j a w i a j ą c y c h s i ę o d c h y l e ń t e m p e r a - t u r y w n ę t r z a od z a d a n e j . Pr og r am c e n t r a l n e j r e g u l a c j i t e m p e r a O t u r y c z y n n i k a b ę d z i e mógł być z mi e ni on y t a k , aby o b s ł u ż y ć I n s t a l a c j e w s z e l k i e g o r o d z a j u , z a p e w n i a j ą c r ó w n o c z e ś n i e n i e z a l e ż n oś ć pa ra me tr ó w m i k r o k l i m a t u od p r zypa dkowych o d s t ę p s t w c h a r a k t e r y s t y k i c i e p l n e j 1 h y d r a u l i c z n e j z a s i l a n y c h o b i e k t ó w . S t a b i l i z a c j a warunków h y d r a u l i c z n y c h w s i e c i 1 o d b i o r n i k a c h ( p . e t a p 2 ) J e s t 1 w tym wypadku k o n i e c z n a d l a z a p e w n i e n i a r e g u l a t orom o p t y m a l n y c h warunków p r a c y .
S t r e s z c z e n i e
Omówiono z a g a d n i e n i a metod k o n t r o l i r o z d z i a ł u c z y n n i k a 1 c i e p ł a w s y s t e m a c h c i e p ł o w n i c z y c h . R o z p a t r z o n o a l t e r n a t y w n i e r e g u l a c j ę v . ł a ś c i w ą , i mp ul s owa ną t e m p e r a t u r ą p o m i e s z c z e n i a o r a z u k ł a d o t w a r t y , w k t ó ry m t e m p e r a t u r a wody s i e c i o w e j z m i e n i a s i ę z a l e ż n i e od o b c i ą ż e n i a o r a z r o z p o z n a n i a z a l e ż n o ś c i t e j t empe r a t u r y od c hwi lowyc h p o t r z e b c i e p l n y c h . Różne wzgl ędy d y k t u j ą k o n i e c z n o ś ć p r e f e r o w a n i a okresowo t e j d r u g i e j a l t e r n a t y w y , p r z y czym n a l e ż y p o ł o ż y ć n a c i s k na s t a b i l i z a c j ę u k ł a d u h y d r a u l i c z n e g o s i e c i , k t ó r y u l e g a w c z a s i e rozbudowy u k ł a d u c i e p ł o -
34 T. C h l i p a l s k i , S t . L e g l e ó n i c z e g o poważnym z a k ł ó c e n i o m . Omówiono r ó w n i e ż z a ł o ż e n i a funk
c j o n a l n e 1 k o n s t r u k c y j n e r e g u l a t o r ó w : s t a b i l i z u j ą c e g o i k o r e k c y j n e g o , u m o ż l i w i a j ą c e g o o b j ę c i e o db i o r n i k ó w r ó ż n e g o t y p u w j e d n o l i t y s y s t e m r e g u l a c j i j a k o ó c i o w o - i l o ś c l o w e j .
Bcnpóca PEryjiKPOBAHMtf TEnJioBax c e t e»i
P e 3 d m e
Oficy*jeHo Bonpocu ueTo ja kohtpojih pasnpeAeJieHHa TenroHocH- reJiE h TenJia b CHCTeuax ueHTpanbHoro TenaocHadaceHHa. PaccnaTpe- ho peryJiauH» c KMnyjibCOM o t TeanepaTypu noMeąeHHa, a TSKace o t -
KpuTOB CHCTeay, b KOTopcH TeMnepaTypa ceTeBOH bojuj H
3
MeHaeTcasaBHCHMo c t pacno
3
HaHoii MrHOBeHHOM H arpy3
KH. Pa3
Hbie B3
raajbinpe jnHCbiBarT Heodxoj,HMocTb pe ko Me hjiob aT b BTopoc anbTepHaTHBy.
npH
3
tom Hajo cneuHaabHo odpaTHTb bhhmbhh6
Ha rHjipaBJiHwecKOBc t ad hji u 3 aąHK ceTH, KOTopaa bo BpeMa pa
3
BepTbiBaHHH CHCTe młi T e - naocHadaceHHa HapyuiaeTca.06
cy*j,eHO Toace (pyHKuHOHanbHbie h koh- CTpyKTHBHŁie n pe,nn oJiose HHa j i u pe ryJiaTopcB: c t ad hji h3
Hijhohho ro h KopeKitHOHHOro, HTOdu caeJiaTb bo3
mohhłjm odHHTb npHemkhkh pa3
HO- ro THna b obhopoihoe CHCTe My Kaue CTBe hho —koji nne cTBe hhoK peryna-U H H .
Z a g a d n i e n i a r e g u l a c j i s i e c i o l e p ł o w n l o z y c h 35 THE PROBLEMS OF DISTRICT HEATING SYSTEMS CONTROL
S u n n a r y
The p r o b l e m s o f v a r l o n s methods o f h o t w a t e r flow and h e a t d i s t r i b u t i o n o o n t r o l I n p o l i s h h e a t i n g s y s t e m s a r e o u t l i n e d In t h i s p a p e r . Of t h e two ways a v a i l a b l e ; p r o p e r a u t o m a t i c c ontr ol w i t h room t e m p e r a t u r e a s c o n t r o l l e d v a r i a b l e and open - l o o p s y s t e m , t h e p r e f e r e n c e I s f o r t h e p r e s e n t g i v e n t o t h e s e c o nd o n e .
The h o t w a t e r t e m p e r a t u r e v a r i e s In p r o p o r t i o n t o t h e l o a d c a u s e d by o h a n g e s i n o u t d o o r t e m p e r a t u r e , a c c o r d i n g t o p r e a r r a n g e d r e l a t i o n s h i p I n b o t h t e m p e r a t u r e s a n d , i n t h i s c a s e t h e h y d r a u l i c c o n d i t i o n s I n main and d i s t r i b u t i o n l i n e s must be a u t o m a t i c a l l y c o n t r o l e d I n o r d e r t o c o u n t e r a c t t o t h e p r e s s u r e h ead o h a n g e s due t o t h e d e ve l o p m e n t o f t h e a r e a s u p p l i e d f r om a c e n t r a l p l a n t a n d , a c c o r d i n g l y , t o t h e i n c r e a s e o f s p e c i f i c r e s i s t a n c e o f d i s t r i b u t i o n p i p e s s y s t e m . The s t r u c t u r a l demands a s t o t h e p r e s s u r e and h e a t s u p p l y c o n t r o l l e r and d e v i c e a r e a l s o d i s c u s s e d .
