ZESZYTY NAUKOWE POIITECHNIKI ŚLĄSKIEJ 1970
S e r i a : INŻYNIERIA SANITARNA z . 15 Nr k o l . 277
Tadeusz C h l i p a l s k i , S t a n i s ł a w L e g i e ó , Eryk S o e h r l c h
ANALIZA PROGRAMÓW REGULACJI JAKOŚCIOWEJ
Cechą c h a r a k t e r y s t y c z n ą z a o p a t r z e n i a w c i e p ł o w i e l k i o h ob
szarów m i e j s k i c h o r a z s k u p i s k p r z e m y s ł u j e s t c e n t r a l n e wytwa
r z a n i e 1 p r z e s y ł a n i e o z y n n i k a g r z e j n e g o . U d z i a ł i n d y w i d u a l n e j r e g u l a c j i u p o s z o z e g ó l n y c h o dbi orc ów na s k u t e k n i k ł e g o z a a n g a żowania a u t o m a t y k i j e s t zni ko my . D l a t e g o n a l e ż y s i ę l i c z y ó , p r z y n a j m n i e j w n a j b l i ż s z y m c z a s i e , z c e n t r a l n y m p r zy go to wy wa niem c z y n n i k a g r z e j n e g o . W o p r a c o w a n i u tym z a j ę t o s i ę a n a l i z ą programu r e g u l a c j i j a k o ś c i o w e j i z a l e ż n o ś c i a m i , k t ó r e w i ą ż ą ze s obą t e m p e r a t u r ę z a s i l a n i a c z y n n l n a g r z e j n e g o o r a z zmi enne po
t r z e b y c i e p l n e w całym s e z o n i e ogrzewczym. Zadaniem t e g o o p r a cowani a j e s t o k r e ś l e n i e o d p o w i e d z i o b i e k t u , t z n . j e g o t e m p e r a t u r y w e w n ę t r z n e j na r ó ż n e programy r e g u l a c y j n e , k t ó ” e s ą f u n k c j ą c h a r a k t e r y s t y k i c i e p l n e j r ó ż n y c h systemów i n s t a l a c j i we
w n ę t r z n e j j a k i o d b i o r n i k a . A na li zow an o n a s t ę p u j ą c e s pos oby p r z y g o t o w a n i a c z y n n i k a g r z e j n e g o :
1 - ' l ę z e ł wymiennikowy z wtórnym o b i e g i e m wymuszonym 1 konwek
t o r a m i
150 /8 0 9 0 / 7 0 t = 2 2 ° C , m = 0 , 5
2 - w ę z e ł wymiennikowy z wtórnym o b i e g i e m wymuszonym i konwek
t o r a m i
1 50 /8 0 9 0 /7 0 t p = 2 0 °C m * 0 , 5
3 - w ę z e ł wymiennikowy z wtórnym o b i eg i e m wymuszonym 1 konwek
t o r a m i
1 50 /8 0 9 0 / 7 0 t p = 1£>°C m => 0 , 5
4 - w ę z e ł / . m i e s z a n i a pompowego l u b h y d r o e l e w a t o r o w y i o g r z e wa ni e p r z e z p r o m i e n i o w - n i e
1 5 0 / 7 0 9 0 / 7 0 t p = <8°C m * 0 , 1
5 - w ę z e ł z m i e s z a n i a pompowego l u b h y d r o e l e w a t o r o w y i ogr zewa
n i e p r z e z p r o m i e n i o w a n i e
1 50 /7 0 9 0 / 7 0 t p = 15°C m = 0 , 1
6 - w ę z e ł z m i e s z a n i a pompowego l u b h y d r o e l e w a t o r o w y i ogr zewa
n i e p r z e z p r o m i e n i o w a n i e
1 5 0 / 7 0 9 0 / 7 0 t p = 12°C m = 0 , 1
8>
7 - w ę z e ł z m i e s z a n i a pompowego l u b h y d r o e l e w a t o r o w y i ogr ze wa n i e p r z e z p r o m i e n i o w a n i e
1 5 0 / 7 0 9 0 / 7 0 t p - 10°C m = 0 , 1
8 - w ę z e ł z m i e s z a n i a pompowego l u b h y d r o e l e w a t o r o w y i o g r z e w a -
. n i e r a d i a t o r a m i *
1 5 0 / 7 0 9 0 / 7 0 t « 18°C m = 0 , 3
y 4
9 - w ę z e ł b e z p o ś r e d n i , o g r z e w a n i e r u r a m i żebrowymi
1 5 0/ 70 t = 15°C m = 0 , 3
10 - w ę z e ł b e z p o ś r e d n i , o g r z e w a n i e r u r a m i żebrowymi
1 5 0 / 70 t p = 12°C m = 0 , 3
11 - w ę z e ł wymiennikowy, o g r z e w a n i e p r z e z p r o m i e n i o w a n i e
150/ 80 9 0 / 7 0 t p * 18°C m = 0 , 1
P r o g r a m y r e g u l a c j i t e m p e r a t u r y z a s i l a n i a w s i e c i o i e p ł o w n i c z e j u z y s k i w a n o ze z na n yc h r ównań:
1 . Dla w ę z ł a wymiennikowego z wtórnym o b i e g i e m pompowym
1 a _ Q
*1S « fcP * V , ^ W ś r o W s +LJ¥ - * ' p x
2 . Dla w ę z ł a z m i e s z a n i a pompowego i h y d r o e l e w a t o r o w e g o
A n a l i z a programów r e g u l a c j i j a k o ś c i o w e j 39 3 . Dla w ę z ł a b e z p o ś r e d n i e g o
T' 1s t p + *>0 <>x m + T +
Wzory t e u j m u j ą zarówno z mi en n oś ć t e m p e r a t u r y z a s i l a n i a , wy n i
k a j ą c ą ze zmiany w s p ó ł c z y n n i k a p r z e n i k a n i a c i e p ł a d l a wymien
n i k a ( w s p ó ł o z y n n l k " n " ) j a k i c h a r a k t e r y s t y k ę c i e p l n ą o d b i o r n i k a ( w s p ó ł c z y n n i k " m " ) .
Ze w z gl ę du na p o d o b i e ń s t w o w s p o s o b i e p r z e t w a r z a n i a o z y n n i k a g r z e j n e g o węzłów z m i e s z a n i a pompowego 1 h y d r o e l e w a t o r o w e g o , programy r e g u l a c j i j a k o ś c i o w e j d l a t y c h węzłów s ą t e same Cw tym u j ę c i u można pominąć h y d r a u l i k ę u k ł a d ó w ) .
Z go dni e z l i t e r a t u r ą przyjmowano n a s t ę p u j ą c e w a r t o ś c i c h a r a k t e r y s t y k o l e p l n y c h :
m =■ 0 , 1 d l a p ł y t p r o m i e n i u j ą c y c h
m =■ 0 , 3 d l a g r z e j n i k ó w r a d i o t o r o w y c h 1 r u r ż eb ro wy ch
r f
1 / /
\
K i //
7
s//
//\
/y // f s /
/
st
y
Ą
/f
/ /
/ /
/
/ /
/
/
i
0.2
20 15
0.0
_ 1 i_ _ 0.6
0.2 0.0
. ° B sp
0.6 0.8 tf' 1 0 ' c y * -5 -10 -15
tz
R y s . 1 . O b s z a r p r og ra mo wa ni a t e m p e r a t u r y z a s i l a n i a d l a r ó ż n y c h węzł ów, o d b i o r n i k ó w , t e m p e r a t u r p o m i e s z c z e n i a
m = 0 , 5 ( 0 , 4 - 0 , 6 ) d l a g r z e j n i k ó w konwektorowych n = 0 , 1 - d l a r u c h u b u r z l i w e g o
a = 1 , 0
Wymienione krzywe r e g u l a o j i ( od 1 - 1 1 ) zamyk a ją a l ę w o b s z a r z e p r z e d s t a w i o n y m s c h e m a t y c z n i e na r y s . 1 .
Z t e g o o b s z a r u można w y d z i e l i ć k r zy w e, k t ó r y c h p r z e z n a c z e n i e J e s t p o do b ne :
1 . Krzywe r e g u l a c y j n e p r z e z n a o z o n e do p r o w a d z e n i a s i e c i , z a s i l a j ą c y c h o b i e k t y budowni ctwa komunalnego wr az z p o m i e s z c z e n i a m i b iu ro wy mi i z a p l e c z e m przemysłowym - 2 , 3 , 4 , 8 , 1 1. 2 . Krzywe r e g u l a c y j n e p r z e z n a o z o n e do p r o w a d z e n i a s i e o i z a s i
l a j ą c y c h o b i e k t y b udowni ctwa pr zemys łowego - 5 , 6 , 7 , 9 , 10 Dl a 1 g r u p y p r o p o n u j e s i ę p r o w a d z e n i e s i e c i wg k r zy we j 3 , na t o m i a s t d l a g r u p y 2 a g k r zy w ej 2 . N a l e ż y z a uwa żyć, że g r u p a 2 - a u j m u j e w s o b i e r ó w n i e ż wymagania g r upy 1.
Dla obydwu przypadków a n a l i z o w a n o o d p o w i e d z i t e m p e r a t u r y pomie
s z c z e n i a na t a k i e wybr ane programy p r o w a d z e n i a s i e c i . Decydu
j ą c s i ę na j a k i ś wybór n a l e ż y p a m i ę t a ć , ż a powoduje on s k u t k i w p o s t a c i o d c h y l e n i a t e m p e r a t u r y p o m i e s z c z e n i a od n o m i n a l n e j , a w y n i k a j ą c e g o z r ó ż n y c h o h a r a k t e r y s t y k c i e p l n y c h węzłów i od
b i o r n i k a .
Z e s t a w i e n i e programów r e g u l a o j i j a k o ś c i o w e j d l a budownlotwa p r ze m y s ł o w e g o w r a z z z a p l e c z e m p r z e d s t a w i o n o na r y s . 2 . O b s z a r o g r a n i o z o n y krzywymi 2 1 4 u j m u j e p r a k t y c z n e wymagania budow- n i o t w a k o m u na l n e go . Dla t e j g r u p y programów p r o p o n u j e s i ę p r o w a d z e n i e s i e o i wg k r z y w e j 2 . S k u t k i t a k i e g o p r o w a d z e n i a p r z e d s t a w i o n o na r y s . 3 w p o s t a c i o d c h y l e n i a t e m p e r a t u r y p o m i e s z c z e n i a od o b l i c z e n i o w e j . J a k wyni ka z t e j a u a l l z y , w o b i e k t a c h bu do wnl ot wa komunal nego może w y s t ą p i ć w o k r e s i e p r z e j ś c i o w y m p o d n i e s i e n i e t e m p e r a t u r y p o m i e s z c z e ń r z ę d u 3 a e g , n a t o n i a s t t e m p e r a t u r a p o m i e s z o z e ń pr ze my s łowych w z r o ś n i e wteoy o 6 - 8 d e g . P o d o b n ą a n a l i z ę p r z e p r o w a d z o n o d l a o b i ek t ów o o h a r a k t e r z e ko
munalnym, p r o p o n u j ą c o c z y w i ś c i e i n n y s p os ób p r o w a d z e n i a s i e o i (wg k r z y w e j 3 ) .
Wymienione o d o h y l e n l a t e m p e r a t u r y p o m i e s z c z e n i a od n o m i n a l n e j s ą wyni ki em w y s t ę p o w a n i a r ó ż n y c h o h a r a k t e r y s t y k o l e p l n y o h z a -
A n a l i z a programów r e g u l a c j i j a k o ś c i o w e j 41
13
10
0
!
2
I JIr " T - - - - -
3
f JAJ4
\ X ,9
\ X / / ///U ff/L
N X ////I
w/
10 X
6
X | / / JI
7 / / / / 7 / / /
/ / / /
/ h/
I
___
'C]
20
O 0.1 0 2 0 3 0.4 0.5 0.6 0.7 0,8 0 .9 ip -1 8 oCJ . I I ' I 1 -1 . 1 1--J- ■ 1 L 1 1—I 1 U
<c o -10 '2 0
R y s . 2 , Z a s t a w i e n i e programów r e g u l a c j i j a k o ś c i o w e j d l a p r z e m y sł u wr az z z a p l e c z e m
równo węzłów j a k i o d b i o r n i k ó w . Na powyższy r o z r z u t t e m p e r a t u r y p o m i e s z c z e n i a n a k ł a d a s i ę dodatkowo o d o h y l e n i e t e m p e r a t u r y
R y s . 3 . O d o h y l e n i e t e m p e r a t u r p o m i e s z c z e n i a od n om in al ny oh p r z y p r o w a d z e n i u s i e c i wg k r zy w ej 2 r y s . 2
p o m l e s z o z e n l a w y n i k a j ą c e z t r u d n o ś o i w o k r e ś l e n i u chwilowego z a p o t r z e b o w a n i a o i e p ł a p r z e z p o m i e s z c z e n i e . O k r e ś l a j e w s p ó ł - o z y n n i k o b c i ą ż e n i a 4>x , k t ó r y wy r aż a z mi ennoś ó s t r a t o l e p l n y o h o b i e k t u t y l k o w f u n k c j i t e m p e r a t u r y z e w n ę t r z n e j , n i e uwz gl ęd
n i a j ą c I n n y c h ozynników w pł y w a j ą c y c h na w l e l k o ś ó t y c h s t r a t . Dodatkowymi c z y n n i k a m i z a wy ż a j ą c y mi l u b o b n i ż a j ą c y m i s t r a t y c i e p ł a s ą j a k wiadomo: p r ę d k o ś ó w i a t r u , n a s ł o o z n i e n i e , w ar u n
k i e k s p l o a t a c y j n e i n s t a l a c j i i w ł a s n o ś c i c i e p l n o - w i l g o t n o ś c i o we p r z e g r ó d b u d o w l a n y c h . J a k wy k a z a ł a a n a l i z a z a l e ż n o ś o i c h wi l owego z a p o t r z e b o w a n i a c i e p ł a p o m i e s z c z e ń od o b l i c z e n i o w e g o
f d l a d a n e j t e m p e r a t u r y z e w n ę t r z n e j ) , chwilowe z a p o t r z e b o w a n i e może s i ę wahaó w g r a n i c a o h o k o ł o - 10# w o d n i e s i e n i u do maksy
m a l n e j s t r a t y o l e p l n e j p o m l e s z o z e n l a . Celem u j ę c i a wpływu t y c h doda tk owy c h c zynników n a l e ż a ł o b y w s p ó ł c z y n n i k o b c i ą ż e n i a .px o d n i e ś ć n i e do t e m p e r a t u r y z e w n ę t r z n e j m i e r z o n e j t er mome tr em, l e c z p o d o b n i e J a k p r z y o k r e ś l a n i u k o m f o r t u c i e p l n e g o p o m i e s z - o z e ń , wp r owa dz ić p o j ę c i e z e w n ę t r z n e j t e m p e r a t u r y r ó w n o w a ż n e j . Nie u w z g l ę d n i e n i e t y c h z a k ł ó c e ń , k t ó r e powoduj ą wahani a chwi lowego z a p o t r z e b o w a n i a o i e p ł a , może powodować o d o h y ł k l t empe r a t u r we wn ę t r z n y c h p o m i e s z c z e ń w g r a n i o a o h - 3 d e g . Zmiana wa
runków o c h ł o d z e n i a d l a o b i ek t ów na danym o b s z a r z e b ę d z i e w p r z y b l i ż e n i u j e d n a k o w a , d l a t e g o t e ż o d c h y ł k i t e m p e r a t u r y posde-
A n a l i z a programów r e g u l a c j i J a k o ś c i o w e j 43 s z c z e ń od o b l i c z e n i o w e j w y n l k a j ą o e ze z m i e n n o ś c i warunków z e w n ę t r z n y c h b ę d z i e we w s z y s t k i c h p o m i e s z c z e n i a c h w p r z y b l i ż e n i u j e d n a k o w a . O d o h y l e n l a t e b ę d ą sumowały s i ę z o d c h y l e n i a m i wy
n i k a j ą c y m i z r o z r z u t u o h a r a k t e r y s t y k o l e p l n y c h i n s t a l a c j i i od
b i o r n i k ó w .
W n i o s k i
W o b i e k t a c h o g rze wan yc h p r z y pomocy s p r a w n i e d z i a ł a j ą c y c h i n s t a l a c j i , z a s i l a n y c h z s i e c i o l e p ł o w n i c z e j , n a l e ż y s i ę l i c z y ó z o d c h y l e n i a m i t e m p e r a t u r y p o m i e s z c z e ń od n o m i n a l n e j , w y ni k a j ą c y m i z n a s t ę p u j ą c y c h p r z y c z y n :
1 ) wybranego s p o s o bu j a k o ś c i o w e g o p r o w a d z e n i a s i e c i ;
2 ) t r u d n o ś c i w u s t a l e n i u chwi lowego z a p o t r z e b o w a n i a c i e p ł a . Proponowany p r og ra m r e g u l a o j i s i e c i c i e p ł o w n i c z e j (krzywa 2 ) d l a o b i ek t ó w b udowni ctwa pr ze my s łoweg o ( r y s . 2 ) powodował p r z e g r z a n i e p o m l e s z o z e ń komunal nych o 2+3 d e g , p rze my s ło wy ch 6-r8 d e g . J e ś l i wz i ą ó pod uwagę t r u d n o ś c i w o k r e ś l a n i u c hwi lo we go z a p o t r z e b o w a n i a c i e p ł a , t o o d o h y ł k l t e b ęd ą o d p o wi e d n i o wyższe i t a k - 3 -f + 5 deg d l a o b i e k t ó w komunal nych 1 - 3 f + 10 d e g d l a o b i ek t ów p r z e m y s ł o w y c h . S t o s o w a n i e pr ogra mu r e g u l a c j i j a k o ś c i o w e j , d o s t o s o w a n e g o do t e m p e r a t u r y z e w n ę t r z n e j równoważ
n e j , spowoduj e z n a c z n e o b n i ż e n i e powyższych o d c h y ł e k . S k u t k i o d o n y l e ń t e m p e r a t u r y p o m l e s z o z e ń od n o m i n a l n e j n a l e ż y a n a l i z o wać zarówno pod względem ekonomicznym ( wyższe z u ż y c i e e n e r g i i o l e p l n e j ) j a k i z a ch o w a n i a warunków p e ł n e g o k o m f o r t u c i e p l n e g o pomie szo z e n l a .
S t r e s z c z e n i e
Omówiono p roble my z wi ą z a n e z k o l i z j a m i p o w s t a j ą c y m i p r zy z a s i l a n i u o d b i o r n i k ó w o r ó ż n e j c h a r a k t e r y s t y c e c i e p l n e j ze w s p ó l n e j s i e c i c i e p ł o w n i c z e j . Opracowano z b i o r c z e programy pro
w a d z e n i a t e m p e r a t u r y wody s i e c i o w e j o r a z o d p o w i e d n i e r e a k c j e t y o h o d b i o r n i k ó w na pewi en d o b r a n y , kompromisowy p r o gr a m .
AHAJIkS nPCTPAMMi KA4ECT3EHH0r0 PETyJIKPOBAHhrf P e 3 a u e
0 6c y x x e H O B o n p o c t r c b b s & m c k o j w s h u h B0 3E H K a a ą u m b o a p e u s
nHT aH HJł r e n r o n p H e M H K K O B o p a3H u x T e n r o B Ł i r x a p a K T e p H C T H K a x h e c e T e i i o f i ^ e r o T e n r o c H a t S a c e H H a . P a s p a f i c T a H O c ó o p H u e n p o r p a * - » « y n p a - b j i bh h s T e M n e p a T y p h ' c e T O B O i i b o s h , a T t u c x e o n p e s e r e H o p e a K i i H K 3T h x npH eMHHKOB H a H e K O T O p y u K o ii np O M H C H y B n p o r p a M i s y .
THE PROGRAM OF WATER TEMPERATURE CONTROL FOR HIGH TEMPERATURE DISTRICT HEATING SYSTEMS
S u m m a r y
The d i v e r g e n c i e s i n t h e r m a l c h a r a k t e r i s t i c s o f v a r i o u s t y p e s o f h e a t i n g p l a n t s s u p p l i e d from d i s t r i c t h e a t i n g s y s t e m s c a u s e s some d i f f i c u l t i e s i n h e a t flow d i a t r i b u t i o n . The h e a t e d o b j e c t s r e s p o d d i f f e r e n t l y t o e a ch t e m p e r a t u r e p r o g r a m e . Some s e l e c t e d p r o g ra m e c and room t e m p e r a t u r e a n s w e r s a r e p r e s e n t e d i n t h i s p a p e r .
