Купить японские кухонные ножи samura самура samura-shop.ru/collection/all.



Rambler's Top100


       
 
 

ВСН 56-87

-----------------------------

Госкомархитектуры



Ведомственные строительные нормы



Геотермальное теплохладоснабжение жилых и

общественных зданий и сооружений

Нормы проектирования


Дата введения 1988-07-01



РАЗРАБОТАНЫ ЦНИИЭП инженерного оборудования Госкомархитектуры (канд. техн. наук В.И. Красиков - руководитель темы, ответственный исполнитель).


ВНЕСЕНЫ ЦНИИЭП инженерного оборудования Госкомархитектуры.


ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Управлением инженерного оборудования населенных мест (инж. А.Б. Рубцов) и Управлением по научным исследованиям и нормированию (инж. Т.С. Фомичева) Госкомархитектуры.


УТВЕРЖДЕНЫ приказом Государственного комитета по архитектуре и градостроительству при Госстрое СССР от 27 октября 1987 г. № 328.


С введением в действие ВСН 56-87/Госкомархитектуры "Геотермальное теплохладоснабжение жилых и общественных зданий и сооружений. Нормы проектирования" утрачивает силу "Инструкция по комплексному использованию геотермальных вод для теплохладоснабжения зданий и сооружений" ВСН 36-77/ Госгражданстрой.


Согласовано с Минздравом СССР письмом № 121-4/321-6 от 16.06.87 г.



    1. Общие положения



1.1. Настоящие Нормы распространяются на проектирование вновь строящихся и реконструируемых систем теплохладоснабжения с использованием теплоты геотермальных вод.


Нормы не распространяются на использование геотермальных вод для выработки электрической энергии в бальнеологии, извлечения из них полезных химических веществ.


1.2. Геотермальные воды, отнесенные в установленном порядке к категории лечебных, должны использоваться прежде всего для лечебных и курортных целей. На нужды теплоснабжения они могут быть использованы только при разрешении органов по регулированию использования и охране водных ресурсов, а также при согласовании с органами здравоохранения и управления курортами.


1.3. С учетом требований п.1.2 теплота геотермальных вод должна применяться для отопления, горячего водоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха жилых, общественных и производственных зданий и сооружений.


1.4. Разработка проектов геотермальных систем теплоснабжения должна производиться, как правило, на основе расчетной потребности в теплоте и балансовых запасов геотермальных вод, утвержденных в соответствии с "Классификацией эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод" и "Инструкцией по применению классификации эксплуатационных запасов подземных вод к месторождениям теплоэнергетических вод" Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых при Совете Министров СССР.


1.5. Проектирование и строительство геотермальных систем теплоснабжения допускается без утверждения запасов геотермальных вод, если капитальные вложения при этом не превышают 500 тыс. руб.


1.6. В регионах распространения геотермальных вод, указанных в справочном прил.2, при проектировании вновь строящихся зданий и сооружений должен рассматриваться вопрос об их теплоснабжении за счет геотермального источника теплоты.


1.7. Разработка проектной документации систем геотермального теплоснабжения должна осуществляться в две стадии: проект и рабочая документация.


1.8. В случаях когда осуществление геотермальной системы теплоснабжения включает создание нового термоводозабора, а также при использовании термоводозабора, который ранее не использовался в качестве источника теплоты, проектированию должно предшествовать технико-экономическое обоснование.


1.9. Новые геотермальные скважины, как правило, следует располагать в непосредственной близости от потенциальных потребителей геотермальной теплоты.



    2. Теплотехнические и экономические принципы

    использования геотермальных вод



2.1. Технические решения геотермальных систем теплоснабжения должны обеспечивать возможно большую глубину срабатывания теплового потенциала геотермального теплоносителя и равномерность использования утвержденного максимального дебита термоводозабора в течение года.


2.2. За расчетный расход геотермального теплоносителя следует принимать суммарный дебит скважин термоводозабора, соответствующий утвержденному режиму его эксплуатации.


2.3. За расчетную температуру геотермального теплоносителя, изливаемого одной скважиной, должна приниматься его температура при дебите, определенном в соответствии с п.2.2.


2.4. За расчетную температуру геотермального теплоносителя, img1, получаемого на термоводозаборе, имеющем две и более скважин, должна приниматься средневзвешенная температура термоводозабора, которую следует вычислять по формуле



img2 (1)


где


к -


количество геотермальных скважин термоводозабора, шт;


img3 -


температуры на устьях скважин,  °С;


img4 -


дебиты геотермальных скважин, кг/с.



2.5. При разработке геотермальных систем теплоснабжения необходимо обеспечивать максимальное значение коэффициента их эффективности img5 при одновременном минимальном удельном расходе геотермальной воды на единицу расчетной тепловой нагрузки.


2.6. Коэффициент эффективности геотермальной системы теплоснабжения  img6 должен определяться по формуле



img7                   (2)


где


img8 -


степень относительного срабатывания температурного перепада;


Z -


степень относительного использования максимума нагрузки, определяется по табл.1;


img9 -


степень относительного увеличения расчетного дебита термоводозабора, принимается по графикам рис.1;


img10 -


доля пикового догрева в годовом тепловом балансе системы геотермального теплоснабжения (рис.2);


img11 и

img12 -


расчетная температура геотермального теплоносителя с учетом пикового догрева и его сбросная температура;


img13 -


расчетная температура геотермального теплоносителя, определенная в соответствии с пп.2.3 или 2.4.



Обозначения в формулах табл.1:





img14 -


продолжительность отопительного сезона, ч;


img15, img16 -


средние за сезон коэффициенты отпуска теплоты для систем отопления и вентиляции, определяемые по формуле




img17                                     (3)


Таблица 1



Потребители


Степень использования максимума нагрузки


Коэффициент использования термоводозабора


Системы отопления:



с зависимым присоединением к геотермальной тепловой сети


img18


img19


img20


с зависимым присоединением к сети и пиковым догревом


img21


img22

img23


img24


Системы вентиляции:


с зависимым присоединением к геотермальной тепловой сети


img25


img26


img27




с зависимым присоединением к сети и пиковым догревом


img28


img29


img30


Открытые системы горячего водоснабжения


img31                


img32



img33

Рис.1. Графики для определения степени  относительного

увеличения расчетного дебита термоводозабора




где


img34 -


температура воздуха в обслуживаемых помещениях, °С;


img35 -


расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления или вентиляции, °С ;


img36


средняя за период работы систем отопления или вентиляции температура наружного воздуха, °С;


img37 -


среднегодовой коэффициент использования скважин термоводозабора, представляющий отношение фактического годового отбора геотермальной воды к максимальному отбору, вычисляемому как произведение

img38


где


img39-


расчетный расход геотермального теплоносителя (см. п.2.2);


img40 -


продолжительность работы пикового догрева, ч.



Величину img41, (сут.), следует определять по климатологическим данным. В ориентировочных расчетах допускается использовать формулу


img42                          (4)


где


А и В -


эмпирические коэффициенты, определяемые соответственно по графикам на рис.3 и 4;


img43 и  img44 -


относительные коэффициенты отпуска теплоты, средние за период работы с момента отключения пикового источника теплоты до окончания отопительного сезона и подогрева приточного воздуха, определяемые выражением




img45                             (5)


img46 -


коэффициенты отпуска теплоты, соответствующие моментам отключения пикового догрева и окончания отопительного сезона. Ориентировочные значения img47 допускается определять по формулам:




img48


Рис.2. Графики для определения доли пикового догрева при отоплении


img49

Рис.3. Эмпирический коэффициент А

для опредедения доли пикового догрева


img50

Рис.4. Эмпирический коэффициент В

для определения доли пикового догрева



для вентиляции img51                            (6)


для отопления img52                     (7)


img53 -


температура сбросной геотермальной воды, соответствующая img54.




Примечания: 1. В системах геотермального теплоснабжения с независимым присоединением систем отопления и вентиляции при определении величины img55в числителе вместо img56 следует подставлять разность img57img58 где img59 - разность температур греющего и нагреваемого теплоносителя на "горячем конце" противоточного промежуточного теплообменника, принимаемая, как правило, 5-10 град. С.


2. Примеры определения величины img60 для различных геотермальных систем теплоснабжения приведены в рекомендуемом прил.4.


2.7. Для объектов геотермального теплоснабжения, имеющих нагрузку отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, общий коэффициент img61 следует определять по формуле


img62             (8)


Здесь


img63 -


доли расчетного дебита геотермальной воды, расходуемые соответственно на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, рассчитываемые по формулам:




img64                               (9)


img65,                         (10)


img66,                            (11)


где


img67 -


расчетные нагрузки отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, Вт;



c -


удельная теплоемкость теплоносителя, Дж/(кг°С);



img68


расчетные перепады температур теплоносителя в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, °С



img69 -


удельный расход геотермальной воды, приходящейся на единицу расчетной тепловой нагрузки объекта, кг/Дж, который следует рассчитывать по формуле




img70=img71                               (12)


img72


общая тепловая нагрузка объекта геотермального теплоснабжения, Вт;



img73


степень относительного увеличения расчетного дебита термоводозабора для объекта в целом, определяемая по графикам, изображенным на рис.1 в зависимости от средневзвешенной величины коэффициента использования термоводозабора:




img74                     (13)


                                                img75                                  (14)



Примечание. Графики на рис.1 следует применять во всем диапазоне теплотехнических и гидрогеологических факторов для двух гидродинамических схем - неограниченного и полуограниченного пластов с нулевым расходом на контуре.


2.8. Повышенные значения коэффициента эффективности img76 и сокращение удельного расхода геотермальной воды следует обеспечивать путем использования систем отопления с увеличенным расчетным перепадом температур теплоносителя, пикового догрева, тепловых насосов, комплексного использования геотермального теплоносителя с последовательным присоединением разнородных потребителей, предпочтительным использованием геотермальной теплоты на горячее водоснабжение, систем воздушного отопления, сезонных потребителей геотермальных вод. Указанные способы могут комбинироваться.


2.9. В южных районах страны геотермальную воду, используемую зимой на отопление, в летний период допускается использовать для выработки холода.


2.10. С уменьшением тепловой нагрузки отопления, как правило, следует предусматривать использование высвобождающейся геотермальной теплоты в плавательных бассейнах, банях, прачечных и т.п.


2.11. При использовании в бальнеологических целях геотермальных вод, имеющих температуру выше 50°С, их охлаждение до необходимых в бальнеологии температур допускается производить в закрытых системах теплоснабжения зданий.


2.12. При технико-экономических расчетах в качестве базисного следует принимать вариант, обеспечивающий покрытие заданной тепловой нагрузки традиционной системой с учетом реальных условий и ближайших перспектив развития теплоснабжения данного населенного пункта.


2.13. Сравнение вариантов традиционной и геотермальной систем теплоснабжения, различающихся продолжительностью строительства (свыше 1 года) или распределением капитальных вложений по годам строительства, следует производить приведением капитальных вложений более поздних лет к базисному году.


2.14. Приведение капитальных вложений, img77, осуществляемых в разные сроки, и текущих затрат, изменяющихся во времени, следует производить по формуле


img78                      (15)



где


img79 -


затраты в Т году;



Т -


период времени приведения в годах, принимаемый равным разности между годом Т и базисным годом, к которому производится приведение затрат. При этом затраты базисного года строительства приведению не подлежат;



img80                    


норматив для приведения разновременных затрат.



2.15. В геотермальных системах теплоснабжения с расчетным сроком службы 20 лет приведение затрат по вариантам согласно требованиям п.2.14 настоящих Норм производится с учетом всего срока службы этих систем.


2.16. Сопоставимость базисного варианта с геотермальной системой теплоснабжения, обеспечивающей частичное покрытие расчетной тепловой нагрузки, производится введением экономических показателей традиционной системы, рассчитываемых с учетом разности тепловых нагрузок



img81                             (16)


где


img82-


общая расчетная тепловая нагрузка всех потребителей, МВт (см.п.2.7);



img83 -


расчетная нагрузка, обеспечиваемая геотермальной системой теплоснабжения, МВт.



Аналогично должно производиться сравнение вариантов геотермальных систем теплоснабжения с различными показателями тепловых нагрузок.


2.17. При наличии в сравниваемых вариантах систем элементов, имеющих равные показатели капитальных вложений и эксплуатационных расходов, расчет показателей приведенных затрат по этим вариантам допускается производить на "разность" (расчет "нетто"), т.е. с исключением из расчета указанных элементов.


2.18. Дополнительную экономию тепловой энергии при комплексном использовании термоводозабора (например, при наличии сезонных потребителей геотермальной воды) в технико-экономическом расчете следует учитывать соответствующим увеличением эксплуатационных затрат в базисном варианте.


2.19. При технико-экономическом сравнении геотермального и базисного вариантов системы теплоснабжения следует учитывать экономию водопроводной воды в случае использования геотермальной воды на соответствующие нужды.


2.20. Амортизационные отчисления на реновацию по тем элементам систем геотермального теплоснабжения, которые за пределами расчетного срока функционирования геотермальных скважин не могут быть использованы, следует определять с учетом этого срока.


2.21. В технико-экономических расчетах должна учитываться необходимость расширения или нового строительства сооружений для обработки отработанной геотермальной воды перед ее сбросом или обратной закачкой.



3. Схемы и оборудование геотермальных систем теплоснабжения



3.1. Принципиальные схемы геотермальных систем теплоснабжения должны выбираться с учетом температуры и химического состава геотермального теплоносителя, характера возможного потребления геотермальной теплоты, условий сброса отработанной геотермальной воды, наличия источника питьевой воды, взаимного расположения термоводозабора, потребителя, места сброса и источника воды питьевого качества, а также расстояний между ними (см. обязательное прил.1 и рекомендуемое прил.3).


3.2. Оборудование геотермальных систем теплоснабжения должно выбираться с учетом данных по химическому и газовому составам геотермального теплоносителя, а также испытаний его на агрессивность и склонность к отложению солей (см. рекомендуемое прил.3).


3.3. В качестве исходных данных по запасам, физическим и химическим свойствам геотермального теплоносителя следует принимать данные, полученные от организаций, эксплуатирующих термоводозабор или производивших разведку месторождения геотермальных вод.


3.4. На термоводозаборе, как правило, следует предусматривать сборную емкость геотермальной воды, установку которой, а также прокладку сборных тепловых сетей следует производить с учетом рельефа местности и допустимой величины противодавления.


3.5. Избыточное давление скважин, как правило, следует использовать только для подачи геотермального теплоносителя в сборную емкость. Подача его потребителю должна производиться насосами.


При отсутствии гидрогеологических противопоказаний допускается использовать избыточное давление скважин для осуществления циркуляции геотермального теплоносителя в тепловой сети.


3.6. Объем сборной емкости следует, как правило, принимать в размере не менее 1 часового дебита термоводозабора.


3.7. При эксплуатации термоводозабора в режиме обратной закачки принципиальная схема системы геотермального теплоснабжения должна обеспечивать возврат, как правило, всего объема добытой геотермальной воды на насосную станцию обратной закачки после использования ее теплового потенциала.


3.8. Температура и качество геотермальной воды, поступающей на насосную станцию обратной закачки после использования, должны быть согласованы с организацией, эксплуатирующей термоводозабор.


3.9. Сброс отработанных геотермальных вод в открытые водоемы после использования их теплового потенциала должен производиться в соответствии с требованиями "Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами".


3.10. При проектировании сбросных трубопроводов следует обеспечивать предотвращение замерзания сбросной геотермальной воды при транспортировании.


3.11. При проектировании систем геотермального теплоснабжения необходимо учитывать охлаждение теплоносителя при транспортировании до потребителя.


3.12. При соответствии слаботермального и термального (см. справочное прил.2), геотермального теплоносителя требованиям действующих норм на воду питьевую допускается создание однотрубных открытых систем горячего водоснабжения зданий и обеспечением отопления их от другого источника теплоты (см. рекомендуемое прил.3).


3.13. Геотермальные системы теплоснабжения на базе месторождений высокотермальных и перегретых вод (см. справочное прил.2) питьевого качества должны, как правило, представлять собой однотрубную открытую систему теплоснабжения с зависимым присоединением отопления (см. рекомендуемое прил.3).


3.14. При использовании природных теплоносителей непитьевого качества следует, как правило, применять закрытые геотермальные системы теплоснабжения с зависимым или независимым присоединением систем отопления. При этом для размещения теплообменного оборудования системы теплоснабжения должны включать центральные геотермальные тепловые пункты (ЦТПГ).


3.15. Проектирование ЦТПГ должно производиться в соответствии с требованиями СНиП 2.04.07-86 "Тепловые сети. Нормы проектирования".


3.16. ЦТПГ следует размещать таким образом, чтобы до минимума сократить протяженность трубопроводов, по которым циркулирует геотермальный теплоноситель.


3.17. При сбросе отработанной геотермальной воды близ термоводозабора или эксплуатации последнего методом обратной закачки ЦТПГ следует размещать в непосредственной близости от термоводозабора. При этом распределительная тепловая сеть негеотермального теплоносителя должна быть, как правило, двухтрубной. При обосновании допускается применение четырехтрубных распределительных сетей.


3.18. При отсутствии обратной закачки и размещении места сброса отработанной геотермальной воды вблизи потребителя допускается размещать ЦТПГ в непосредственной близости от последнего. При этом транзитная (магистральная) тепловая сеть геотермального теплоносителя, как правило, должна быть однотрубной, а распределительная тепловая сеть - четырехтрубной.


3.19. Термоводозаборы открытых геотермальных систем теплоснабжения должны иметь обустройство и зону санитарной охраны в соответствии с требованиями СНиПа по проектированию наружных сетей и сооружений водоснабжения.


3.20. Не допускается проектирование открытых геотермальных систем теплоснабжения в том случае, когда геотермальная вода способна оставлять осадок, портящий эстетический вид поверхности ванн, раковин и другого санитарно-технического оборудования.


3.21. Технические решения открытых геотермальных систем теплоснабжения необходимо согласовывать с органами санитарного надзора. Этими же органами при необходимости должны определяться меры по улучшению качества геотермального теплоносителя, подаваемого на водоразбор, а также методы и периодичность контроля их качества.


3.22. В геотермальных системах горячего водоснабжения допускается пониженная температура теплоносителя в точках водоразбора (но не ниже 45°С) при условии соответствия показателей этого теплоносителя нормам питьевой воды.


3.23. При наличии (или проектировании) геотермальных систем теплоснабжения тепличных комбинатов, расположенных вблизи населенных мест, следует, как правило, использовать комплексную схему, обеспечивающую полностью или частично тепловые нагрузки коммунальных и промышленных потребителей (см. рекомендуемое прил.3).


3.24. При повышенной коррозионной активности и склонности к солеотложениям геотермального теплоносителя следует применять коррозионно-стойкое оборудование, а также реагентные и другие методы обработки геотермальной воды.


3.25. Применение коррозионно-стойких материалов, а также химических реагентов для антикоррозионной и антинакипной обработки геотермальной воды открытых систем теплоснабжения должно быть согласовано с органами санитарного надзора.


3.26. Выбор оборудования геотермальных систем теплоснабжения следует, как правило, производить в соответствии с рекомендациями, изложенными в справочном прил.3.


3.27. Конструкции элементов геотермальных систем теплоснабжения, как правило, должны исключать контакт геотермальной воды с атмосферным воздухом. Такой контакт допускается при обосновании с учетом возможного повышения при этом коррозионной агрессивности геотермальной воды.


3.28. Опорожнение геотермальных систем теплоснабжения или их элементов должно производиться на минимально необходимое для производства ремонтных работ время.


3.29. На обратных трубопроводах геотермальной воды систем теплоснабжения следует предусматривать устройства, обеспечивающие поддержание статического давления во всех точках системы, исключающих ее непредусмотренное опорожнение.


3.30. Качество геотермального теплоносителя, поступающего на догрев в водогрейные котлы, должно соответствовать действующим нормам проектирования котельных установок.


3.31. Догрев геотермального теплоносителя, не соответствующего действующим нормам проектирования котельных установок, должен производиться в теплообменных аппаратах.


3.32. Допускается использовать теплонасосные установки, утилизирующие теплоту сбросной геотермальной воды, в качестве пиковых источников теплоты.


3.33. Срок службы систем геотермального теплоснабжения должен устанавливаться равным не менее 20 лет. При экономическом обосновании допускается предусматривать замену отдельных узлов и элементов геотермальных систем теплоснабжения по истечении срока службы менее 20 лет.



    4. Тепловой расчет геотермальных систем

    отопления и охлаждения



4.1. Технические решения геотермальных систем отопления должны обеспечивать возможно более глубокое срабатывание теплового потенциала геотермального теплоносителя, что достигается созданием повышенного расчетного перепада его температур, характеризующегося высоким (близким к 1) значением расчетного коэффициента степени срабатывания теплового потенциала теплоносителя img84, который следует вычислять по формуле



img85                               (17)


где


img86


расчетные температуры горячей, обратной воды отопительного прибора и внутреннего воздуха, °С.


4.2. При использовании радиаторов или конвекторов требования п.4.1 следует выполнять путем максимально возможного по технико-экономическим, эстетическим и конструктивным соображениям увеличения поверхности этих приборов.


4.3. В геотермальных системах отопления следует, как правило, применять отопительные приборы повышенных теплоплотностей: "Универсал С", "Универсал О", радиаторы МС 140-108 и другие, имеющие такую же или большую теплоплотность. Применение приборов с меньшей теплоплотностью допускается при обосновании.


4.4. Подбор отопительных приборов, устанавливаемых в помещениях, следует выполнять по формуле



img87                      (18)


где


img88


расчетная тепловая мощность отопительного прибора, Вт;



img89


требуемый номинальный тепловой поток отопительных приборов, устанавливаемых в данном помещении, Вт;




img90           _                     (19)



относительный безразмерный среднестепенной температурный напор отопительного прибора;


img91                        (20)



расчетный среднестепенной температурный напор отопительного прибора, °С;



img92


расчетный температурный напор на входе в отопительный прибор, °С;



img93


расчетный температурный напор на выходе из отопительного прибора, °С;



img94


показатель степени, характерный для каждого типа отопительных приборов;



img95


паспортный показатель степени для расчета данного типа отопительных приборов, определенный опытным путем (выбирается по справочным данным);




img96                  (21)



относительный безразмерный расход теплоносителя через отопительный прибор;



img97


расход теплоносителя через отопительный прибор, кг/с;



img98


паспортный показатель степени для данного типа отопительных приборов, определенный опытным путем при

img99 кг/с.



4.5. При img100 допускается пользоваться расчетной формулой для традиционных систем отопления вида



img101                       (22)



где


img102


относительный среднеарифметический температурный напор.


(23)



При этом когда img103 кг/с, номинальный тепловой поток выбранного типоразмера отопительного прибора img104 следует уточнить с помощью вычисления по формуле    


img105                         (24)


где


img106 -


паспортный номинальный тепловой поток данного типоразмера отопительного прибора при img107 кг/с;



img108


паспортные показатели степени при img109 и img110 кг/с. (Пример см. в обязательном прил.5)




4.6. В геотермальных системах отопления, имеющих зависимое присоединение к тепловой сети, на расчетный размер устанавливаемых отопительных приборов допускается вводить коэффициенты, равные: для радиаторов - 1,02 img111 1,03, для конвекторов - 1,05 img1121,1, учитывающие возможное ухудшение теплопередачи из-за солеотложения. При отсутствии данных для обоснованного выбора величины этих коэффициентов следует принимать их максимальные значения.


4.7. При гидравлическом расчете трубопроводов систем отопления, имеющих зависимое присоединение к геотермальной тепловой сети, значение коэффициента эквивалентной шероховатости следует принимать равным 0,5 мм.


На расчетные потери давления в таких системах допускается вводить коэффициент 1,1 - 1,5, учитывающий возможное зарастание трубопроводов. При отсутствии данных для обоснованного выбора величины этого коэффициента следует принимать его максимальную величину (1,5), а на вводе системы предусматривать установку арматуры для гашения избыточного давления.


4.8. При проектировании систем отопления, присоединяемых к геотермальным тепловым сетям по зависимой схеме, следует предусматривать:


возможность раздельной продувки каждого участка (стояка, ветви);


минимальное количество резьбовых соединений.


4.9. В зависимых геотермальных системах отопления при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применение труб и отопительных приборов из цветных металлов, коррозионно-стойких сплавов с антикоррозионными покрытиями, а также неметаллических труб и отопительных приборов.


4.10. Геотермальные системы отопления, как правило, следует проектировать однотрубными по бифилярной схеме или двухтрубными.


4.11. При температурах геотермального теплоносителя ниже 60°Сследует, как правило, применять потолочно-напольные радиационные системы отопления.


4.12. Перевод существующих систем отопления на геотермальный источник теплоты должен производиться с перерасчетом и конструктивным изменением элементов этих систем в соответствии с требованиями пунктов 4.1 - 4.11 настоящих Норм.


4.13. Для охлаждения помещений жилых и общественных зданий в теплый период года в районах с сухим жарким климатом допускается применять комбинированные потолочно-напольные системы радиационного отопления - охлаждения, присоединяемые к системам геотермального теплоснабжения с тепловыми насосами.    



img113


Рис. 5. Зависимость температуры хладоноси-

теля от относительной влажности внутренне-

го воздуха img114

img115

img116


условный диаметр труб, мм;



Рис.6. Температура охлажденной поверхности



img117


толщина слоя тяжелого бетона, по нейтральной оси которого замоноличены трубы, мм.





img118









Рис.7. Зависимость температуры теплоносителя от температуры хладоносителя и соотношения холодо- и теплонагрузок для радиационных систем отопления  




S-


шаг замоноличенных труб, мм;





img119


температуры внутреннего воздуха и хладоносителя соответственно;




img120


температура поверхности.





img121

Рис.8. Система отопления - охлаждения с дополнительными стояками



1 -


задвижка на перемычке, открытая зимой и закрытая летом;


2 -


дополнительные стояки для режима охлаждения.




4.14. Выбор минимальных температур хладоносителя для радиационных систем охлаждения производится по графику рис.5.


4.15. Допустимая по гигиеническим требованиям средняя температура охлаждающей поверхности потолка img122 должна определяться по формуле    

img123                    (25)


где


img124


коэффициент облученности панели со стороны человека.


где


img125 м;




img126


высота помещения от пола до потолка, м;



img127


средний размер охлаждающей панели, равный корню квадратному из ее площади, м.



4.17. Определение средней температуры охлаждающей поверхности потолка следует производить по графику на рис.6.


4.18. Выбор расчетной температуры теплоносителя для радиационных систем потолочно-напольного отопления - охлаждения в зависимости от температуры хладоносителя и тепловых нагрузок следует производить по графику на рис.7.


4.19. Относительное увеличение расчетных потерь давления img128 в радиационных системах отопления - охлаждения при работе их в режиме охлаждения следует определять по формуле    


img129                       (27)


где


img130 и img131-


тепловые нагрузки в режиме отопления и охлаждения, Вт;



img132


расчетные перепады температур в системе в режиме отопления и охлаждения соответственно, °С.




4.20.При необходимости уменьшения потерь давления в радиационных системах отопления - охлаждения следует применять схему с дополнительными стояками, изображенную на рис.8.



    5. Регулирование геотермальных систем теплоснабжения



5.1.Регулирование отопительной нагрузки геотермальных систем теплоснабжения с независимым присоединением отопления, имеющих четырехтрубную распределительную сеть, следует производить на ЦТПГ путем изменения расхода геотермального теплоносителя через отопительный теплообменник (количественное регулирование).


5.2. Регулирование отопительной нагрузки двухтрубных открытых геотермальных систем теплоснабжения с зависимым присоединением отопления, а также закрытых систем с двухтрубной распределительной сетью следует, как правило, производить на индивидуальных тепловых пунктах путем подмешивания обратной воды (качественное регулирование).


5.3. При бифилярных системах отопления, присоединенных к тепловым сетям по зависимой схеме, может предусматриваться количественное регулирование отопительной нагрузки.


5.4. При построении графиков количественного регулирования по п.5.3. следует пользоваться расчетными зависимостями вида:    


img133                       (28)


где


img134


коэффициент отпуска теплоты на отопление;



img135 и img136-


текущий и расчетный расходы теплоносителя.



Показатель степени img137 должен вычисляться по формуле


img138                          (29)



текущая температура обратной воды равна:    


img139                          (30)


где


img140                


расчетные температуры горячей и обратной воды в тепловой сети, °С (пример расчета см. в прил.5).



Построение графиков качественного регулирования специфики не имеет.



Приложение 1

Обязательное


Термины и определения



1. Месторождение геотермальных вод - часть водоносной системы, в пределах которой имеются благоприятные условия для отбора геотермальных вод в количестве, достаточном для их теплоэнергетического использования.


2. Термоводозабор - одна или несколько объединенных между собой трубопроводами скважин, пробуренных на месторождении геотермальных вод, специально обустроенных и предназначенных для подачи геотермального теплоносителя на нужды теплоснабжения зданий и сооружений.


3. Открытая система геотермального теплоснабжения - система, в которой геотермальная вода непосредственно подается на водоразбор горячего водоснабжения.


4. Закрытая система геотермального теплоснабжения - система, в которой на водоразбор горячего водоснабжения подается негеотермальная вода, нагретая за счет геотермальной теплоты.


5. Геотермальная система теплоснабжения с зависимым присоединением систем отопления - система, в которой геотермальная вода подается непосредственно в отопительные приборы отопительных установок.


6. Геотермальная система теплоснабжения с независимым присоединением систем отопления - система, в которой в отопительные приборы подается негеотермальный теплоноситель, нагретый в теплообменнике за счет геотермальной теплоты.


7. Транзитные геотермальные тепловые сети - трубопроводы от термоводозаборов до устройств перехода на другой температурный график, а при едином температурном графике - до первого ответвления к потребителям.


8. Магистральные геотермальные тепловые сети - трубопроводы от границы транзитных сетей, а при их отсутствии или протяженности менее 1 км - от термоводозаборов до ответвлений к жилым микрорайонам (кварталам), промышленным или сельскохозяйственным предприятиям.


9. Распределительные геотермальные тепловые сети - трубопроводы от границ магистральных сетей до узлов присоединения зданий.


10. Сборные сбросные трубопроводы (сети) - трубопроводы от узлов присоединения зданий до мест врезки в магистральные сбросные сети.


11. Магистральные сбросные сети - трубопроводы от узлов границы сбросных трубопроводов до места сброса или обратной закачки, а при расстоянии до этих мест более 1 км - до места врезки последнего сборного трубопровода.


12. Транзитные сбросные сети - трубопроводы от границы магистральных сбросных трубопроводов (сетей) до мест сброса или обратной закачки.


13. Сбросный пункт (СП) - пункт водоподготовки сбросной геотермальной воды для обеспечения сброса без ущерба для окружающей среды с соответствующим набором оборудования.


14. Насосная станция обратной закачки (НСОЗ) - насосная станция для закачки отработанной геотермальной воды в водоносный пласт.



Приложение 2

Справочное


Классификация и распространение

геотермальных теплоносителей



В зависимости от температуры на устье скважины, химического и газового состава геотермальные воды условно классифицируются:    


по температуре img141 ,  °С:





слаботермальные .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


img142img14340



термальные    .   .   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


40 <img144img14560



высокотермальные .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  


60 <img146img147100



перегретые     .   .   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


img148>100



по минерализации, °С, г/л:



сухой остаток



ультрапресные .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


Сimg1490,1



пресные


0,1<Cimg1501



слабосолоноватые .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


1<Cimg1513



сильносолоноватые .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  


3<Cimg15210



соленые.   .   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  


10<Cimg15335



рассольные.   .   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .    


С>35



по общей жесткости,

img154 мг-экв/л:





очень мягкие .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


img155img1561,2



мягкие .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


1,2<img157img1582,8



средние .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  


2,8<img159img1605,7



жесткие .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


5,7<img161img16211,7



очень жесткие.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  


img163>11,7



по кислотности, рН:





сильнокислые .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


pHimg1643,5



кислые .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


3,5<pHimg1655,5



слабокислые .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


5,5<pHimg1666,8



нейтральные .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


6,8<pHimg1677,2



слабощелочные  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


7,2<pHimg1688,5



щелочные  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  


рН>8,5



по газовому составу:





сероводородные





сероводородно-углекислые





углекислые





азотно-углекислые





метановые





азотно-метановые





азотные





по газонасыщенности, Г, мг/л





слабая    .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .


Гimg169100



средняя .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   .  .  .  .  .


100 < Гimg1701000



высокая .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   .  .  .  .  .


Г > 1000




Продолжение прил.2


Распространение геотермальных вод на территории СССР

(данные по некоторым месторождениям)





Регион


Месторождение геотермальной воды


Температура на устье скважины, °С


Минера- лизация,

г/л


Примеча-

ние


Краснодарский край


Майкопское


74-80


До 10







Вознесенское


98-107


1,5-3







Южно-Вознесенское


81-97


1,4







Мостовское


70-78


1-2







Лабинское


29


13,0







Ново-Ярославское


88


2,3


Фенолы -

1,28 мг/л





Абадзехское


64


5,4


Фенолы -

0,77 мг/л





Ульяновское


75


1,9


Фенолы -

0,057 мг/л





Советское


86


28







Южно-Советское


87


4-30







Бесскорбненское


87


1,5







Победа


63


36







Самурское


60-70


37-50







Ставропольское


78


9/11







Кучугурское


86-100


6,5-8







Кукуловское


70-36


10-13







Некрасовское


73


21





Крымский полуостров


Новоселовское


60


5-10





Чечено-Ингушская АССР


Ханкальское


90


1,5







Гойтинское


85


2,5





Дагестанская АССР


Махачкалинское


60


2-10





Грузинская ССР


Зугдидское


90


1





Узбекская ССР


Ташкентское


60


1





Таджикская ССР


Душанбинское


60


5







Джиладинское


70


1







Иссык-Атинское


41-55


0,3





Казахская ССР


Панфиловское


95


1-2





Ханты-Мансийский национальный округ


Тобольское


70


17






Омская область


Омское


70


25





Томская область


Колпашевское


60-70


1-3





Бурятская АССР


Ирканинское


50


0,5







Могойское


80


0,5







Сейюйское


55-60


0,5







Горячинское


55


0,6







Аллинское


75


0,5







Селенгинское


60-70


1-2







Питателевское


60-70


1-2





Полуостров Чукотка


Чаплинское


80-85


18





Магаданская область


Таватумское


60


15







Тальское


90


0,5





Полуостров Камчатка


Таланское


95


1







Киреунское


100


1-3







Семлячинское


150-200


2-3







Малкинское


80-85


1







Малычевское


75-80


4-5







Больше-Банное


130-270


2-3







Паратунское


85


1-2







Жировское


150


2-5








Паужетское


150-200


3-5





Остров Сахалин


Северо-Сахалинское


50-70


10-15








Паропайское


50-70


10







Сусунайское


50-70


10





Остров Кунашир


Горячий пляж


150-200


2-5









Приложение 3

Рекомендуемое


Принципиальные схемы систем

геотермального теплоснабжения



А. Принципиальные схемы простейших систем геотермального теплоснабжения



1. Открытые системы геотермального теплоснабжения


1.1. Открытые системы теплоснабжения, обеспечивающие только горячее водоснабжение.


Схема 1а (рис.1). В соответствии со схемой геотермальная вода по однотрубной тепловой сети подается непосредственно на водоразбор. Суточная неравномерность потребления горячей воды компенсируется с помощью бака-аккумулятора.


Недостатком схемы 1а является отсутствие циркуляции теплоносителя в распределительной сети ГВ, в результате чего неизбежно остывание теплоносителя в период отсутствия водоразбора горячей воды (например, ночью). По причине этого недостатка схема может быть рекомендована к применению только при малых расстояниях между термоводозабором и потребителем геотермальной теплоты.


Схема 1б (рис.2). Схема отличается от схемы 1а наличием двухтрубной распределительной сети, в которой циркулирует геотермальная вода. Подпитка по мере водопотребления осуществляется из однотрубной транзитной тепловой сети. Суточная неравномерность водопотребления уравнивается баком-аккумулятором. Схема может быть рекомендована при сравнительно большом удалении термоводозабора от потребителя геотермальной теплоты.



img171

Рис.1. Открытая однотрубная геотермальная система горячего водоснабжения


1 -геотермальная скважина; 2 -бак-аккумулятор; 3 -сетевой насос;

4 -водоразборный кран ГВ.



img172

Рис.2. Открытая однотрубная геотермальная система горячего водоснабжения

с двухтрубной распределительной сетью


1 - геотермальные скважины термоводозабора; 2 - сборный бак-аккумулятор геотермальной воды; 3 - сетевой насос; 4 - бак-аккумулятор распределительной сети; 5 - двухтрубная распределительная сеть; 6, 7, 8 - сетевой циркуляционный и подпиточный насосы распределительной сети; 9 - водоразборный кран; 10 - регулятор слива; 11 - регулятор подпитки



img173

Рис.3. Открытая двухтрубная геотермальная система теплоснабжения


1 -геотермальная скважина; 2 -бак-аккумулятор; 3 -сетевой насос;

4 -отопительные приборы; 5 -водоразборный кран.



1.2. Открытые геотермальные системы теплоснабжения с зависимым присоединением отопления. В зависимости от расположения места сброса схема имеет две модификации.


Схема 2а (рис.3). Геотермальная вода параллельно подается на отопление и горячее водоснабжение. После отопительных систем вода сбрасывается вблизи термоводозабора. Транзитная тепловая сеть имеет двухтрубную прокладку.


Схема 2б аналогична работе схемы 2а, но сброс отработанного геотермального теплоносителя производится вблизи потребителя. Транзитные подающая и сбросная тепловые сети имеют однотрубную прокладку.



img174

Рис.4. Однотрубная закрытая геотермальная система горячего водоснабжения

с источником питьевой воды, расположенным на термоводозаборе


1 - геотермальные скважины термоводозабора; 2 - сборный бак-аккумулятор геотермальной воды; 3 - сетевой насос геотермальной воды; 4 -  сетевой насос питьевой воды; 5 - сетевой теплообменник; 6 - однотрубная транзитная теплотрасса; 7 - водоразборный кран


Приведенные схемы не могут быть применены при несоответствии геотермальной воды нормативным требованиям на воду питьевую и при ее температуре img175



где


img176-


температура термальной воды на устье скважин, °С;


img177 -


снижение температуры воды за счет охлаждения при транспортировании, °С;


img178 -


нормируемая температура воды в системах горячего водоснабжения, °С.



2. Закрытые системы геотермального теплоснабжения


2.1. Закрытые геотермальные системы, обеспечивающие только горячее водоснабжение.


В зависимости от расположения места сброса и источника питьевой воды могут быть использованы три вида схемного решения:


Схема 3а (рис.4). Геотермальная вода подается на теплообменник ЦТПГ, расположенный вблизи термоводозабора, после чего сбрасывается или закачивается в пласт через скважину обратной закачки. Вода из источника питьевой воды (например, холодной артезианской скважины) нагревается в теплообменнике, транспортируется до потребителя и там разбирается на горячее водоснабжение. Суточная неравномерность водопотребления уравнивается с помощью бака-аккумулятора. Распределительная сеть выполняется однотрубной. Недостатком здесь также, как и у схемы 2а, является отсутствие циркуляции теплоносителя в период отсутствия водоразбора.


При сравнительно большом удалении термоводозабора от потребителя целесообразна схема 3б. Она отличается от схемы 3а наличием двухтрубной распределительной сети с баком-аккумулятором, которая полностью аналогична такой же распределительной сети, примененной в схеме 1б (см. рис.2). Преимуществом системы 3б по сравнению с 3а является возможность осуществления циркуляции в распределительной сети в период отсутствия водоразбора.



img179


Рис. 5. Однотрубная закрытая геотермальная

система горячего водоснабжения


1 -геотермальные скважины термоводозабора; 2 -сборный бак-аккумулятор геотермальной воды; 3 -однотрубная транзитная теплотрасса; 4 -сетевой теплообменник; 5 -сетевые насосы; 6 -водоразборный кран; 7 -двухтрубная распределительная теплосеть;

8 -сбросная теплосеть; 9 -расширительный бак


Схема 3в (рис.5). Применение этой схемы целесообразно при расположении места сброса отработанной геотермальной воды вблизи потребителя геотермальной теплоты. В соответствии со схемой геотермальный теплоноситель по однотрубной транзитной тепловой сети подается в теплообменник ЦТПГ (который расположен вблизи потребителя), после чего сбрасывается. Негеотермальный теплоноситель питьевого качества, циркулируя по двухтрубной распределительной сети, нагревается в теплообменнике ЦТПГ и подается на водоразбор. Подпитка осуществляется из водопровода. Ввиду сравнительно большой протяженности тепловой сети, по которой транспортируется геотермальная вода, схема 3в может быть рекомендована при отсутствии опасности интенсивной коррозии и солеотложения.


При эксплуатации термоводозабора методом обратной закачки или расположении места сброса вблизи продуктивной скважины целесообразна схема 3г. Эта схема в основном аналогична схеме 3в. Различие их заключается в том, что ЦТПГ в схеме 3г расположен вблизи термоводозабора, а распределительная сеть (так же, как и в 3в - двухтрубная) имеет транзитный участок, связывающий термоводозабор с потребителем. Преимуществом данной схемы является малая протяженность трубопроводов геотермальной воды, что делает систему менее уязвимой в части коррозии и солеотложения.


2.2. Закрытые геотермальные системы теплоснабжения, обеспечивающие отопление и горячее водоснабжение.


Расположение места сброса вблизи потребителя, а также отсутствие повышенной коррозионной активности и солеотложения делает возможным создание системы с однотрубной транзитной тепловой сетью для транспортирования геотермальной воды до ЦТПГ, расположенного рядом с потребителем. После ЦТПГ геотермальная вода сбрасывается. Распределительная сеть после ЦТПГ, в зависимости от качества и температуры геотермального теплоносителя, может быть четырехтрубной с зависимым присоединением отопления [схема 4а (рис.6)] четырехтрубной с независимым присоединением отопления [схема 4б (рис.7)] либо с двухтрубной распределительной сетью и независимым присоединением отопления (схема 4в).



img180


Рис.6. Закрытая однотрубная геотермальная система теплоснабжения

с зависимым присоединением отопления (распределительная сеть четырехтрубная)


1 -геотермальные скважины; 2 -сборный бак-аккумулятор геотермальной воды; 3 -сетевой насос; 4 -однотрубная транзитная теплотрасса; 5 -теплообменник горячего водоснабжения; 6 -регулятор подпитки; 7 -отопительный прибор; 8 -водоразборный кран; 9 -расширительный бак




img181

Рис.7. Закрытая геотермальная система теплоснабжения

с независимым присоединением отопления


1 -геотермальные скважины; 2 -сборный бак-аккумулятор; 3 -сетевой насос геотермальной воды; 4 -транзитная однотрубная теплосеть; 5 -транзитная сбросная теплосеть; 6 -водоподогреватель горячего водоснабжения; 7 -отопительный теплообменник; 8 -сетевой насос распределительной сети отопления; 9 -сетевой насос горячего водоснабжения;

10 -водоразборный кран; 11- отопительный прибор; 12 -расширительный бак



img182

Рис.8. Закрытая двухтрубная геотермальная система теплоснабжения


1 -геотермальные скважины термоводозабора; 2 -сборный бак-аккумулятор геотермальной воды; 3 -сетевой теплообменник; 4 -сетевой насос геотермальной воды; 5 -сетевой насос водопроводной воды; 6 -бак-аккумулятор водопроводной воды; 7 -регулятор подпитки; 8 -водоразборный кран ГВ; 9 -отопительный прибор



img183

Рис.9. Геотермальная система теплоснабжения с зависимым

присоединением отопления (ГВ отсутствует)


1 -геотермальные скважины; 2 -промежуточный бак-аккумулятор геотермальной воды; 3 -сетевой насос; 4 -отопительные приборы


В случае обратной закачки или возможности сброса вблизи термоводозабора применима схема 4г (рис.8). Здесь геотермальная вода поступает в ЦТПГ, расположенный вблизи термоводозабора, где отдает свою теплоту негеотермальному теплоносителю в теплообменных аппаратах, после чего закачивается в пласт или сбрасывается. Подготовленный негеотермальный теплоноситель транспортируется от потребителя до ЦТПГ и обратно по двухтрубной распределительной сети, имеющей транзитный участок. В данной схеме (как и у всех схем с расположением ЦТПГ вблизи термоводозабора) положительной является малая протяженность трубопроводов тепловой сети, соприкасающихся с геотермальной водой.


2.3. Закрытые геотермальные системы теплоснабжения, обеспечивающие только отопление.


При непитьевом качестве геотермального теплоносителя и отсутствии воды питьевого качества возможно применение систем теплоснабжения, обеспечивающих только отопление зданий и сооружений.


Схема 5а (рис.9). Эта схема двухтрубной системы с зависимым присоединением отопления применима при отсутствии угрозы интенсивной коррозии и солеотложения. Система обеспечивает только отопление.


При расположении места сброса в отдалении от термоводозабора применима схема 5б. Эта схема отличается от 5а наличием однотрубных подающей и сбросной транзитных тепловых сетей. Распределительная сеть двухтрубная. Система обеспечивает только отопление.


Предварительный выбор принципиальной схемы с учетом перечисленных факторов может быть произведен с помощью табл.1. Оборудование этих систем может быть подобрано с помощью табл.2.




Б. Принципиальные схемы геотермальных систем теплоснабжения с повышенной  эффективностью

использования геотермальной теплоты



    1.  Бессливная система геотермального теплоснабжения


При соответствии качества геотермального теплоносителя требованиям на питьевую воду может быть применена бессливная система геотермального теплоснабжения (рис.10), обеспечивающая минимальный расход геотермальной воды на единицу расчетной отопительной нагрузки, равный среднечасовому расходу горячего водоснабжения. В этой системе при наименьшем удельном расходе воды (по сравнению со всеми другими схемами) имеют место наибольшая мощность пикового источника теплоты и наибольший расход топлива. Регулирование отопительной нагрузки системы производится путем постепенного сокращения доли пикового догрева, работающего большую часть отопительного сезона с последующим переходом на пропуски. Эффективность такой системы тем выше, чем больше доля ГВ в суммарной тепловой нагрузке.




Таблица 1



Исходные данные проектирования




Сброс вблизи объекта теплоснабжения


Обратная закачка или сброс вблизи термоводозабора


Характеристика


Источник


Расположение источника питьевой воды


геотермального

теплоносителя


питьевой воды -

водопровод

в населенном пункте


водопровод

в населенном пункте


вблизи

термоводозабора




Характер теплопотребления





ГВ


ГВ и отоп-


ление


отоп-

ление



ГВ


ГВ и

отоп-

ление


отоп-

ление



ГВ


ГВ и

отоп-

ление


отоп-

ление


Вода:





















питьевого











качества















непитьевого











качества








































Таблица 2





Свойства геотермального теплоносителя




общие


частные





Оборудование


случай-

ная ис-

ходная

темпе-

ратура,

однок-

ратное

исполь-

зование

и необ-

ходи-

мость

сброса


малое

устье-

вое

давле-

ние и

недос-

таточ-

ный

дебит

сква-

жин


срав-

ни-

тель-

но

низ-

кая

тем-

пера-

тура


нали-

чие

взве-

шен-

ных

час-

тиц

гор-

ных

пород


высо-

кое

газо-

содер-

жание


высо-

кая

кор-

рози-

онная

ак-

тив-

ность


интен-

сив-

ное

соле-

отло-

жение


в трубо-


прово-

дах и

обору-

дова-

нии


нали-

чие

вред-

ных

ве-

ществ

выше

ПДК


Отопительные приборы повышенной теплоплотности




+
















Водовоздуш-

ные теплооб-

менники




+

















Теплонасосные установки (ТНУ)




+
















Промежуточ-


ные баки-аккумуляторы геотермальной воды






+








+








Погружные скважинные насосы






+














Пиковые котельные








+












Гидроциклоны









+










Дегазаторы











+








Теплообмен-

ники водово-

дяные в анти-

коррозионном

исполнении















+






Трубы и арма-

тура в антикор-


розионном исполнении













+






Дозаторы химреагентов














+



+




Ультразвуко-

вые антинакип-

ные установки
















+




Установки для обработки сбросной воды

















+





img184

Рис.10. Принципиальная схема бессливной системы геотермального теплоснабжения


1 -скважина; 2 -система отопления; 3 -система горячего водоснабжения;

4 -пиковая котельная; 5 -бак-аккумулятор; 6 -насос; 7 -регулятор постоянства расхода;

8 -регулятор постоянства температуры; 9 -элеватор


Система работает следующим образом. Геотермальная вода по однотрубной магистрали от скважины 1 подается к пиковой котельной. Расход этой воды равен среднечасовому расходу на горячее водоснабжение img185, а в подающем трубопроводе двухтрубной распределительной сети среднечасовой расход составляет



img186                     (1)


где


img187 -


добавочный расход теплоносителя, равный расходу в обратном трубопроводе распределительной сети и определяемый по формуле




img188.                       (2)



В пиковой котельной 4 суммарный расход воды img189 догревается до img190 и подается в системы отопления 2 через регулятор постоянства расхода 7 и элеватор 9, а также в системы ГВ 3. Суточная неравномерность водопотребления ГВ уравнивается баком-аккумулятором 5, установленным на обратном трубопроводе распределительной сети, циркуляция в этой сети создается насосом 6.


Возможны три варианта соотношений между температурой геотермальной воды и нормируемой температурой теплоносителя в системах ГВ:


а)                    img191


Вся отопительная нагрузка и часть нагрузки ГВ при этом покрывается пиковой котельной. Доля нагрузки горячего водоснабжения img192 покрываемая пиковой котельной в расчетном режиме, подсчитывается по формуле



img193              (3)



Расчетная теплопроизводительность пиковой котельной равна      


img194                    (4)


где


img195 -


расчетная тепловая нагрузка объекта;



img196 -


доли отопления и горячего водоснабжения в расчетный период.



Пиковая котельная работает круглый год. Величина img197 значение img198 определяется по уравнению



img199                   (5)


где


img200 -


доля нагрузки горячего водоснабжения, покрываемая пиковой котельной в летнем режиме:    


img201                        (6)


где


img202 -


температура водопроводной воды летом;



б) img203


Пиковая котельная подбирается на расчетную отопительную нагрузку, т.е. img204 и работает в течение всего отопительного сезона.


Величина img205 величина img206=0;


в) img207


В этом случае пиковый догрев обеспечивает часть отопительной нагрузки



img208                       (7)



Доля пикового догрева для отопления img209 определяется по формуле    


img210                        (8)


Величина img211=0.


Работа пиковой котельной продолжается до тех пор, пока вносимое геотермальное водой количество теплоты не станет равным необходимой теплопроизводительности отопительной системы, т.е.



img212                      (9)



2. Геотермальная система теплохладоснабжения с тепловыми насосами



При технико-экономическом обосновании экономии геотермальной теплоты рекомендуется геотермальная система теплоснабжения с применением теплонасосных установок (ТНУ). В летний период такая система может работать в режиме хладоснабжения.


Теплонасосные установки следует размещать на обратной линии геотермальных систем. На рис.11 показана упрощенная схема с пиковой котельной и ТНУ.


Системы геотермального теплохладоснабжения могут выполняться централизованными или децентрализованными.


2.1. Система централизованного теплохладоснабжения с компрессионными тепловыми насосами.


Принципиальная схема системы изображена на рис.12.




img213

Рис.11. Принципиальная схема системы геотермального теплоснабжения с применением пикового догрева и тепловых насосов


1 -скважина; 2 -система отопления; 3 -система горячего водоснабжения;

4 -пиковая котельная; 5 -теплонасосная установка; 6 -бак-аккумулятор;

7 -насос; 8 -конденсаторы; 9 -испарители




img214

Рис.12. Система централизованного теплохладоснабжения

с тепловыми насосами


1 -источник; 2 -дегазация; 3 -насосная станция; 4 -транзитная теплосеть; 5 -пиковая котельная; 6 -агрегаты теплового насоса; 7 -конденсаторы; 8 -испарители; 9 -циркуляционный насос; 10 -абоненты системы отопления; 11 -абоненты горячего водоснабжения; 12 -смеситель системы отопления; 13 -смеситель горячего водоснабжения; П, О -прямая и обратная вода системы отопления; Г -линия горячего водоснабжения; В -вентили (задвижки)


В этой системе при работе в режиме теплоснабжения:


а) трехтрубная тепловая сеть - открыты вентили img215 закрыты вентили img216 Вентиль img217 закрыт в период работы пиковой котельной;


б) двухтрубная тепловая сеть - открыты вентили img218закрыты вентили img219


При работе в режиме хладоснабжения открыты вентили img220 (или img221); закрыты вентили img222 (или img223), img224




img225

Рис.13. Система децентрализованного теплохладоснабжения с тепловыми насосами


1 -источник; 2 -дегазация; 3 -насосная станция; 4 -транзитная теплосеть; 5 -пиковая котельная; 6 -агрегаты теплового насоса; 7 -конденсаторы; 8 -испарители; 9 -насос; 10 -система отопления и охлаждения; 11 -система горячего водоснабжения; 12 -смеситель системы отопления; 13 -смеситель системы горячего водоснабжения; П, О -прямая и обратная вода системы отопления; Г -линия горячего водоснабжения; В -вентили (задвижки)


При работе в режиме теплоснабжения с низкотемпературными источниками теплоты (img226) открыты вентили img227 закрыты вентили img228


Примечание: При достаточном дебите термоводозабора возможен режим работы с закрытым вентилемimg229.


2.2. Система децентрализованного теплохладоснабжения с компрессионными тепловыми насосами.


Принципиальная схема этой системы изображена на рис.13. При работе в режиме теплоснабжения открыты вентили img230 закрыты вентили img231 вентиль img232 закрыт в период работы пиковой котельной. При работе в режиме хладоснабжения открыты вентили img233 закрыты вентили img234


Распределительные сети в централизованных системах при работе только в режиме теплоснабжения являются 2-трубными. При работе по летнему режиму - 3-трубными (прямая и обратная линии холодной воды и линия горячего водоснабжения) или 4-трубными (с циркуляционной линией ГВ).


Распределительные сети в децентрализованных системах представляют собой в основном однотрубную прокладку, за исключением участков между абонентами, если ТНУ установлены на групповом вводе.


Эффективность работы тепловых насосов возрастает при использовании низкотемпературных отопительных систем, а также за счет последовательно-противоточного включения нескольких агрегатов.


Соотношение расходов нагреваемой в конденсаторах ТНУ воды img235 и сбрасываемой через испарители img236 определяется по формуле



img237                         (10)


где


img238 и img239 -


расчетные температуры воды на выходе из конденсаторов и испарителей (сброс), °С; величина  img240 принимается 5-25°С;


img241 -


расчетная температура обратной воды в тепловой сети после систем отопления,  °С;


img242 -


отопительный коэффициент ТНУ, при ориентировочных расчетах принимается

img243=img244.



Ориентировочная установленная мощность ТНУ img245 и годовой расход электроэнергии img246 определяются по формулам:



img247                        (11)


и


img248                  (12)


где


img249 и img250 -


доля расчетной и среднегодовой тепловой мощности теплового насоса соответственно;



img251  -


среднегодовой отопительный коэффициент ТНУ;



img252 -


продолжительность отопительного сезона;



img253 -


среднегодовой коэффициент отпуска теплоты, который можно вычислить по формуле (3) п.2.6. Норм.




3. Открытая геотермальная система с комбинацией водяного и воздушного отопления



При исходных условиях проектирования аналогичных предыдущему пункту и высоком качестве геотермальной воды может быть рекомендована открытая геотермальная система теплоснабжения с последовательным включением водяного и воздушного отопления (рис.14).


В соответствии со схемой геотермальная вода из скважины 1 направляется параллельно в системы ГВ 7 и отопления. Вода, поступающая на отопление, проходит пиковый догрев 2 и затем подается в системы водяного отопления 3 и параллельно в калориферы второго подогрева 6 системы воздушного отопления 4. Обратная вода после калориферов второго подогрева 6 и систем водяного отопления 3 поступает в калориферы первого подогрева 5 и затем сбрасывается. Наличие пикового догрева в схеме не является обязательным и зависит от величины img254


Регулирование системы производится путем уменьшения доли пикового догрева с переходом на пропуски при его отключении. Если пиковая котельная отсутствует или нежелательно переходить на ранние пропуски, то может производиться качественное регулирование путем подмешивания обратной воды. С учетом циркуляционной линии ГВ распределительные сети имеют четырехтрубную прокладку.



img255

Рис.14. Принципиальная схема системы геотермального теплоснабжения с комбинированным использованием систем водяного и воздушного отопления


1 -геотермальная скважина; 2 -пиковая котельная; 3 -система водяного отопления; 4 -система воздушного отопления; 5 и 6 -калориферы первой и второй ступени подогрева; 7 -водоразборный кран ГВ; 8 -бак-аккумулятор ГВ


Уравнение теплового баланса отопительных установок системы описывается выражением



img256                  (13)


где


img257 -


доля систем воздушного отопления в общей расчетной отопительной нагрузке объекта;



img258-


расчетная отопительная нагрузка объекта, МВт;



img259-


расчетная теплопроизводительность систем воздушного отопления, МВт;




img260                        (14)



расчетный расход геотермальной воды в водяных системах отопления;


img261                  (15)



расчетный расход воды через калориферы второго подогрева; img262 расчетная нагрузка и температура обратной воды калориферов 2-го подогрева.


Применение схемы, представленной на рис.14, возможно только при img263 где img264снижение температуры геотермального теплоносителя из-за теплопотерь при транспортировании. При низкой img265схема может применяться без ГВ.


4. Комплексные геотермальные системы теплоснабжения


Комплексные геотермальные системы теплоснабжения могут охватывать отопление гражданских зданий и, например, весенних теплиц, отопление гражданских, промышленных зданий и обеспечение технологических нужд производств (автомойки, прачечные и пр.), а также отопление теплиц и горячее водоснабжение гражданских и производственных зданий; они способны обеспечить существенное повышение технико-экономических показателей термоводозаборов с одновременным достижением дополнительного социального эффекта.



img266


Рис.15. Комплексная двухтрубная геотермальная система теплоснабжения с пиковой котельной


1 -геотермальные скважины; 2 -промежуточная сборная емкость; 3 -насосная станция; 4 -отопление тепличного комбината; 5 -насосная станция обратной закачки; 6 -скважины обратной закачки; 7 -сетевой теплообменник; 8 -сетевые насосы; 9 -подпиточный насос; 10 -регулятор подпитки; 11 -сетевой бак-аккумулятор; 12 -водоразборный кран; 13 -пиковая котельная; 14 -регулирующие задвижки; 15 -регулятор


Выбор принципиальной схемы комплексной системы теплоснабжения, как и у всякой геотермальной системы, зависит от ряда исходных природных данных, уже рассмотренных ранее.


4.1. Комплексные геотермальные системы теплоснабжения, обеспечивающие отопление теплиц и горячее водоснабжение (ГВ) гражданских и промышленных зданий.


Принципиальные схемы комплексных систем, обеспечивающих отопление теплиц и горячее водоснабжение других объектов (в том числе и на технологические нужды), изображены на рис.15 и 16.


Наличие транзитного участка распределительных двухтрубных сетей связано с необходимостью расположения ЦТПГ на термоводозаборе ввиду обратной закачки (в другом случае это может быть место сброса). Системы различаются лишь видом пикового источника теплоты. В схеме на рис.15 таким источником служит пиковая котельная, работающая на органическом топливе и расположенная в населенном пункте вблизи потребителя ГВ. В схеме на рис.16 эту функцию выполняет теплонасосная установка (ТНУ), необходимость расположения которой на термоводозаборе при данных условиях сброса (обратной закачке) очевидна.



img267

Рис.16. Комплексная двухтрубная геотермальная система теплоснабжения с ТНУ


1 -геотермальные скважины; 2 -промежуточная емкость; 3 -насосная станция; 4 -отопление тепличного комбината; 5 -насосная станция обратной закачки; 6 -скважины обратной закачки; 7 -сетевой теплообменник; 8 -испарители ТНУ; 9 -конденсаторы ТНУ; 10 -сетевые насосы; 11 -подпиточный насос; 12 -регулятор подпитки; 13 -водоразборный кран; 14 -сетевой бак-аккумулятор; 15 -регулирующие задвижки; 16 -регулятор



Подобные системы могут быть применены в тех случаях, когда геотермальный теплоноситель не отличается повышенной коррозионной активностью, но его качество не соответствует требованиям, предъявляемым к питьевой воде. При этом источником питьевой воды служит водопровод населенного пункта.


При других исходных условиях возможны и другие схемные решения подобных комплексных систем. Например, возможно создание закрытой комплексной системы с однотрубной тепловой сетью ГВ (рис.17) при наличии вблизи термоводозабора источника питьевой воды и места сброса.


При расположении места сброса близ потребителей геотермальной теплоты ЦТПГ может быть расположен в населенном пункте. Однако такое его расположение удлиняет протяженность тепловой сети, по которой циркулирует геотермальный теплоноситель, что нежелательно из-за распространенной повышенной коррозионной активности геотермальной воды. Создание систем, аналогичных приведенным, возможно также при независимом присоединении системы отопления тепличного комбината.


Учитывая регулирование отопительной нагрузки тепличного комбината (см. разд.5 Норм), в годовом цикле работы изображенных комплексных схем можно выделить три режима эксплуатации в зависимости от коэффициента отпуска теплоты на отопление img268:


в летний период (img269=0) термоводозабор имеет постоянный дебит геотермальной воды, обеспечивающий тепловую нагрузку ГВ;



img270


Рис.17. Комплексная однотрубная закрытая геотермальная система теплоснабжения с ТНУ.


1 -геотермальные скважины; 2 -промежуточная емкость; 3 -сетевая насосная станция; 4 -тепличный комбинат; 5 -насосная станция обратной закачки; 6 -скважины обратной закачки; 7 -сетевой теплообменник ГВ; 8 и 9 -испарители и конденсаторы ТНУ;

10 -однотрубная транзитная теплосеть; 11 -сетевой бак-аккумулятор; 12 и 13 -сетевой и циркуляционный насосы; 14 -водоразборный кран; 15 -регулирующие задвижки; 16 -регулятор


с наступлением отопительного периода до включения пикового догрева (img271 дебит термоводозабора регулируется в зависимости от нагрузки отопления и полностью обеспечивает геотермальной теплотой потребности отопления и ГВ;


при низких температурах наружного воздуха  (img272) дебит термоводозабора постоянен, равен максимальному и обеспечивает полностью потребность в теплоте отопления теплиц, в то время как на нужды ГВ теплоты не хватает. Нехватка геотермальной теплоты на нужды ГВ компенсируется пиковым догревом. Регулирование производится изменением тепловой мощности пикового источника теплоты.


При проектировании комплексных систем геотермального теплоснабжения, обеспечивающих отопление теплицы и ГВ зданий, за расчетные условия следует принимать расчетный режим эксплуатации системы отопления теплицы, т.е. при коэффициенте отпуска теплоты на отопление img273=1.


Установленная тепловая мощность пикового источника теплоты img274 определяется при этом по формуле



img275                           (16)


где


с -


удельная теплоемкость геотермального теплоносителя, Дж/кг · °С;



img276 -


среднесуточный расход питьевой воды в системе ГВ, кг/с;



img277 -


расчетная начальная температура водопроводной воды в системе ГВ после пикового догрева, °С;



img278


расчетная температура водопроводной воды системы ГВ после сетевого теплообменника, °С;



img279


расчетная температура обратной воды в сети после системы отопления теплицы, °С;



img280


разность температур теплоносителей на "горячем" конце противоточного теплообменника в расчетном режиме (рекомендуется выбирать

img281=5img28210°С).




Значение коэффициента отпуска теплоты img283, соответствующее включению (выключению) пикового догрева, следует определять по формуле


img284                     (17)



где



img285                      (18)



ориентировочный коэффициент эффективности теплообменного аппарата системы ГВ в расчетном режиме;



img286


расчетная температура водопроводной воды, поступающей в систему ГВ на подпитку, °С;


img287


расчетная температура геотермальной воды, °С.



Температура наружного воздуха img288, соответствующая img289 при которой должен включаться (выключаться) пиковый догрев, определяется по формуле    


img290                           (19)


где


img291


температура внутреннего воздуха теплиц, °С;



img292


расчетная температура наружного воздуха, °С.



График регулирования тепловой мощности пикового источника теплоты img293, МВт, следует строить, пользуясь зависимостью



img294                   (20)


где


img295


текущий коэффициент отпуска теплоты.



График общего расхода геотермального теплоносителя в режиме регулирования дебита термоводозабора следует строить по формуле



img296                        (21)


где


img297


текущий расход геотермальной воды, кг/с;



                       img298


коэффициент теплопередачи в расчетном режиме (Вт/img299°С) и площадь поверхности нагрева теплообменного аппарата ГВ (img300).



Для этого, подставляя в (21) значения текущего расхода img301 получим соответствующие значения img302. Затем, отложив по оси абсцисс вычисленные значения img303, а по оси ординат - принятые значения img304, получаем искомый график. При этом расход теплоносителя в летнем режиме (при img305=0) определяется графически.


Произведение KF характеризует конструктивные особенности и размеры теплообменного аппарата и вычисляется по формуле



img306  при  img307           (22)



или


img308  при  img309                 (23)



График температуры сбросной геотермальной воды img310 (необходимый для определения количества теплоты, возвращаемой в водоносный пласт при обратной закачке) следует строить по следующим расчетным зависимостям:


для систем с пиковой котельной в режиме максимального дебита термоводозабора и работы пикового догрева (т.е. при img311)


img312             (24)



для тех же систем в режиме регулирования дебита термоводозабора (т.е. при img313, а также для систем с ТНУ во всем диапазоне изменения img314

img315                  (25)



для любого пикового источника теплоты при выключенной системе отопления теплиц (img316=0);


img317                  (26)



Во всех случаях текущий расход теплоносителя определяется по графику, построенному по формуле (21). Примеры укрупненного расчета описанных комплексных геотермальных систем теплоснабжения изложены в рекомендуемом прил.6.



Приложение 4

Рекомендуемое


Примеры расчета коэффициента эффективности для различных

систем геотермального теплоснабжения



В рассматриваемых ниже примерах доли расчетного дебита геотермальной воды, расходуемой соответственно на отопление img318 , вентиляцию img319 и горячее водоснабжение img320, принимаются исходя из условных соотношений нагрузок.


Общие исходные данные для рассматриваемых примеров:


температура геотермальной воды img321=65°С;


расчетная температура воды, идущей на отопление, img322


расчетная температура обратной воды после систем отопления img32340°С;


расчетная температура наружного воздуха для отопления img324=-13°С;


продолжительность отопительного сезона img325= 160 сут;


месторождение пластового типа, пласт полуограниченный с img326 = 5 км;


расчетная нагрузка на отопление img327=0,81 МВт;


расчетная нагрузка на горячее водоснабжение img328 = 0,35 МВт;


центральное регулирование температуры теплоносителя в тепловых сетях - качественное, путем подмешивания сбросной воды к горячей.



А. Открытая двухтрубная геотермальная система теплоснабжения с присоединением систем ГВ к подающему трубопроводу (т.е. параллельная подача геотермального теплоносителя на отопление и горячее водоснабжение)



1. Удельный расход геотермальной воды, приходящей на 1 МВт расчетной тепловой нагрузки, определяется по формуле (12) Норм


img329 кг/с.



2. Доля расчетного дебита геотермальной воды, расходуемой на отопление, определяется по формуле (9) Норм img330


То же, на горячее водоснабжение получим из формулы (14) Норм: img331


3. Степень относительного использования максимума нагрузки определяется по формулам табл.1 Норм: на отопление



img332  






где


img333 -


среднеотопительный коэффициент отпуска теплоты, определяемый по формуле (3) п.2.6 Норм.



Пусть img334=0,52, тогда img335=(160·24·0,52)/8500=0,23;


на горячее водоснабжение img336


4. Коэффициент использования скважины определяется по формулам табл.1 Норм: для отопления



img337

для горячего водоснабжения img338


5. Средневзвешенная величина коэффициента использования скважины по формуле (13)  Норм img339


6. Степень относительного увеличения расчетного дебита скважины в целом для объекта определяется при известном img340=0,28 для полуограниченного пласта с  img341=5 км по рис.1 - img342 =1,55.


7. Степень относительного срабатывания температурного перепада определяется по формулам:


на отопление


img343           img344


img345=(65-40)/(65-5)=0,417;


на горячее водоснабжение img346 =1 (так как img347


8. Коэффициент эффективности геотермального теплоснабжения для данной схемы определяется по формуле (8) Норм img348



Б. Зависимая система отопления с пиковым догревом

геотермального теплоносителя



    1.                 img349



2.                 img350



3. Коэффициент отпуска теплоты, соответствующий моменту отключения пикового догрева, определяется по формуле (7) Норм img351


4. Пусть коэффициент отпуска теплоты, соответствующий моменту окончания отопительного сезона img352=0,27.


5. Ориентировочная продолжительность работы пикового догрева img353 (сут) определяется по формуле (4) Норм:


img354



где


А и B -


эмпирические коэффициенты, определяемые соответственно по графикам рис.3 и 4. При img355 А=0,04; В=0,6. Тогда img356 сут.



6. Относительный коэффициент отпуска теплоты определяется по формуле (5) Норм img357


7. Температура сбросной воды, соответствующая моменту отключения пикового догрева, приближенно определяется по формуле


img358



8. Коэффициент использования скважины при отоплении определяется по формуле из табл.1 Норм



img359



9. Доля пикового догрева на отопление определяется по графикам рис.2 Норм. При



img360

и


img361

10. Степень относительного срабатывания температурного перепада:


для систем отопления img362


для систем горячего водоснабжения img363


11. Средневзвешенная величина коэффициента использования скважины определяется по формуле (13) Норм img364 img365 (см. предыдущий пример).


12. По рис.1 определяем img366


13. Коэффициент эффективности геотермального теплоснабжения объекта равен img367



Приложение 5

Обязательное


Пример подбора отопительных приборов и построение графиков

регулирования геотермальных систем отопления



Ниже приведен пример расчета требуемого номинального теплового потока отопительного прибора геотермальной системы отопления, устанавливаемого в помещении.



Исходные данные:



расчетная мощность прибора img368=1000 Вт;


расчетная температура горячей воды img369


расчетная температура внутреннего воздуха в помещении img370


1. Зададимся расчетной температурой обратной воды img371


2. Определяем расчетную степень срабатывания теплового потенциала теплоносителя при заданных условиях по формуле (17) img372=(80-35)/(80-18)=0,73.


Поскольку img373>0,4, расчет следует вести по формуле (18).


3. Определим расчетный расход теплоносителя через отопительный прибор


img374 кг/с.



4. Выбираем тип отопительного прибора - конвектор КН-20 "Комфорт" (img375 img376) и по формуле (20) вычисляем расчетный среднестепенной температурный напор.


img377



Для вычисления img378 можно также воспользоваться программой 1 прил.7.




img379  


img380  


Рис.1. График расхода теплоносителя

при количественном регулировании

отопительной нагрузки

img381



Рис.2. График температуры обратной

воды при количественном регулировании

отопительной нагрузки

img382




5. Определим значения img383 и img384 по формулам (21) и (19): img385=0,005/0,1=0,05; img386=33,9/70=0,48.


6. Определим по формуле (18) номинальный тепловой поток отопительного прибора, который необходимо установить в данном помещении: img387 Вт.


Сопоставление полученного результата с паспортными данными на КН-20 показывает, что в данном случае для покрытия расчетных теплопотерь следует установить 3 прибора КН-20 -2,0, имеющих длину оребренной части 700 мм или 2 прибора КН-20 - 2,9 с длиной оребренной части 1000 мм.


7. В тех случаях, когда полученное в результате расчета количество приборов по конструктивным соображениям в помещении размещено быть не может, расчет следует повторить, увеличив расчетную температуру обратной воды: 40; 45; 50°С и т.д.


Примечание: Номинальный тепловой поток img388 отопительного прибора, который необходимо установить в помещении, можно также определять, пользуясь программой №2 рекомендуемого прил.7.


Для построения графика количественного регулирования отопительной нагрузки вначале определим величину img389, воспользуясь формулой (29) или программой 3 рекомендуемого прил.7.


img390

Далее, пользуясь формулой (28) или программой 4, а также формулой (30), построим графики расхода теплоносителя и температуры обратной воды системы отопления (см. рис.1 и 2).



Приложение 6

Рекомендуемое


Пример расчета комплексной системы

геотермального теплоснабжения



Определим основные технические показатели комплексной системы геотермального теплоснабжения, обеспечивающей отопление теплицы и горячее водоснабжение зданий (см. рис.15-16 рекомендуемого прил.3), которые необходимы для технико-экономических расчетов.


Исходные данные:


температура термальной воды img391


расчетная температура обратной воды системы отопления теплицы img392


расчетная температура наружного воздуха img393


температура водопроводной воды img394


температура внутреннего воздуха в теплице img395


расчетный дебит геотермальной воды термоводозабора img396=139 кг/с;


расчетная начальная температура нагреваемой воды в системе ГВ после ЦТПГ img397


расчетный среднесуточный расход воды в системе ГВ  img398=75 кг/с.


1. Зададимся расчетной температурой водопроводной воды после теплообменного аппарата



img399



(см. рекомендуемое прил.3).


2. Требуемый коэффициент эффективности теплообменного аппарата ГВ определим по формуле (18) рекомендуемого прил.3. img400=(45-10)/(50-10)=0,88.


3. Произведение KF, характеризующее конструкцию и размеры теплообменного аппарата, в соответствии с формулой (22) рекомендуемого прил.3 равно:



img401   Вт/°С



(т.е. например при К=1000 Вт/(img402°С), F=1010 .img403).


4. Установленная тепловая мощность пикового источника теплоты определяется по формуле (16) рекомендуемого прил.3.



img404

Рис.1. График продолжительности тепловой нагрузки пикового источника теплоты


img405 МВт.


5. Значение коэффициента отпуска теплоты, соответствующее включению (отключению) пикового догрева, определяется по формуле (17) рекомендуемого прил.3.    


img406


а соответствующая img407 температура наружного воздуха img408 по формуле (19) того же приложения


img409

6. В соответствии с данными климатологии (г. Грозный Чечено-Ингушской АССР) продолжительность работы пикового догрева (при img410) составит 1457 часов img41161 сут.


Годовую выработку теплоты для пикового догрева можно установить, определив площадь, описанную графиком годовой выработки теплоты (рис.1), которая в данном случае равна 8100 ГДж/год. При среднем к. п. д. пиковой котельной 0,7 для выработки этого количества теплоты потребуется 1421 т у. т. В системе с теплонасосной установкой расход электроэнергии в ТНУ при среднем коэффициенте преобразования 3,5 составит Э=8100/3,5=2314 ГДж/год.


Годовой расход геотермального теплоносителя можно определить, установив площадь, описанную графиком продолжительности расхода геотермального теплоносителя (см. рис.2), который построен на основании графика регулирования img412 по формуле (21) рекомендуемого прил.3. В рассматриваемом случае годовой расход теплоносителя составляет img413 т/год.



img414

Рис.2. График продолжительности расхода геотермального теплоносителя


img415

Рис.3. Температура сбросной геотермальной воды



_________ комплексная система с пиковой котельной;


-  -  -  -  -  -  -  - то же с НТУ.


График температуры сбросной геотермальной воды (необходимый для расчета пластовой циркуляционной системы), построенный по соответствующим зависимостям, приведенным в рекомендуемом прил.3, представлен на рис.3. Температура сбросной воды в летний период эксплуатации равна 16,1°С, в расчетный период в системе с пиковой котельной img416 в системе с ТНУ - 22°С.



Приложение 7

Рекомендуемое


Прикладные программы для расчетов элементов

геотермальных систем теплоснабжения на микроЭВМ



Ниже приведены программы и инструкции к ним для вычислений по некоторым расчетным зависимостям данных норм на микрокалькуляторах Б3-34, МК-54, МК-56 и МК-61. Отдельные операции, обозначенные на этих типах машин по-разному, с целью унификации даны в обозначениях машины Б3-34.


1. Вычисление расчетного среднестепенного температурного напора (формула 20)



Программа 1



Адрес


Команда


Код


00


ИП1


61



01


ИП2


62



02


-


11



03


ИП0


60



04


img417


12



05


П4


44



06


ИП1


61



07


ИП3


63



08


-


11



09


П5


45



10


ИП0


60



11


/ - /


0L



12


ИП5


65



13


img418


24



14


П5


45



15


ИП2


62



16


ИП3


63



17


-


11



18


П6


46



19


ИП0


60



20



/ - /


0L


21


ИП6


66



22


img419


24



23


ИП5


65



24


-


11



25


ИП4


64



26


img420


13



27


F1/ img421


23



28


П7


47



29


ИП0


60



30


1


01



31


+


10



32


F1/ img422


23



33


ИП7


67



34


img423


24



35


С/П


50




Инструкция к программе 1


Содержание


Набрать число


Выполнить команды


Результат


п.1. Ввести программу 1









п.2. Занести в память исходные данные


img424



П0







img425



П1







img426



П2







img427


П3





п.3. Вычислить img428





В/О    

img429


Значение img430 в регистре img431




2. Вычисление номинального теплового потока отопительных приборов геотермальных систем отопления



Программа 2




Адрес


Команда


Код


00



ИП1


61


01



ИП2


62


02



-


11


03



ИП0


60


04



img432


12


05



П4


44


06



ИП1


61


07



ИП3


63


08



-


11


09



П5


45


10



ИП0


60


11



/ - /


0L


12



ИП5


65


13



img433


24


14



П5


45


15



ИП2


62


16



ИП3


63


17



-


11


18



П6


46


19



ИП0


60


20


/ - /



0L


21



ИП6


66


22



img434


24


23



ИП5


65


24



-


11


25



ИП4


64


26



                               img435


13


27



F1/img436


23


28



П7


47


29



ИП0


60


30



1


01


31



+


10


32



F1/img437


23


33



ИП7


67


34



img438


24


35



7


07


36



0


00


37



                               img439


13


38



П7


47


39



ИП0


60


40



1


01


41



+


10


42



ИП7


67


43



img440


24


44



П7


47


45



ИП8


68


46



0


00


47



,


0-


48



1


01


49



                               img441


13


50



П4


44


51



ИП9


69


52



ИП4


64


53



img442


24


54



ИП7


67


55



img443


12


56



ИПа


6-


57


                               img444


13



58


F1/img445


23



59


СП



50




Инструкция к программе 2


Содержание



Набрать число


Выполнить команды


Результат


п.1. Ввести программу 2









п.2. Занести в память исходные данные


img446



П0







img447



П1







img448



П2







img449



П3







img450



П8







img451


П9







Q



Па





п.3. Вычислить img452




В/О    

img453


Значение img454  в регистре img455




3. Вычисление показателя img456 для построения графиков количественного регулирования отопительной нагрузки (формула 29)



Программа 3


Адрес


Команда



Код


00



ИП1


61


01



ИП2


62


02



+


10


03



2


02


04



                               img457


13


05



/ - /


0L


06



ИП0


60


07



+


10


08



П5


45


09



ИП0


60


10



ИП1


61


11



-


11


12



ИП5


65


13



                              img458


13


14



F1/img459


23


15



img460


18


16



П5


45


17



ИП0


60


18



ИП2


62


19



-


11


20



П8


48


21



ИП3


63


22



/ - /


0L


23



П9


49


24



ИП8


68


25



img461


24


26



П7


47


27



ИП1


61


28



ИП2


62


29



-


11


30



П6


46


31



ИП9


69


32



ИП6


66


33



img462


24


34



Па


4-


35



ИП7


67


36



-


11


37



Пв


img463


38



ИП9


69


39



0


00


40



,


0-


41



5


05


42



img464


24


43



ИПа


6-


44



img465


12


45



ИП7


67


46



-


11


47



ИП6


66


48



                              img466


13


49



F1/img467


23


50



img468


18


51



Пс



52



1


01


53



ИП4


64


54



-


11


55



F1/img469


23


56



ИПс



57



img470


12


58



ИП5


65


59



+


10


60



F1/img471


23


61



Пс



62



0


00


63



,


0-


64



5


05


65



img472


18


66



ИПс



67



img473


12


68


С/П



50




Инструкция к программе 3


Содержание


Набрать число



Выполнить команды


Результат


п.1. Ввести программу 3









п.2. Занести в память постоянные исходные данные


img474



П0







img475



П1







img476



П2







img477


П3







img478



П4




п. 3. Определить значение img479




В/О    С/П



img480 в рег. Х




4. Построение графика расхода теплоносителя при количественном регулировании

отопительной нагрузки (формула 28)



Программа 4


Адрес



Команда


Код


00



П0


40


01



ИП1


61


02



ИП2


62


03



-


11


04



П5


45


05



ИП1


61


06



ИП3


63


07



-


11


08



П6


46


09



ИП2


62


10



ИП3


63


11



-


11


12



П7


47


13



ИП4


64


14



ИП0


60


15



img481


24


16



ИП7


67


17



img482



12


18



/ - /


0L


19



ИП6


66


20



+


10


21



ИП5


65


22



                              img483


13


23



F1/img484



23


24



ИП0


60


25



img485



12


26


С/П



50




Инструкция к программе 4



Содержание


Набрать число


Выполнить команды


Результат


п.1. Ввести программу 4









п.2. Занести в память постоянные исходные данные


img486



П1







img487



П2







img488



П3







img489



П4





п.3. Определить очередное значение img490


очередное значение

img491



В/О  С/П  img492


img493в рег. img494



п.4. Для определения следующего значения img495 - к п.3










5. Построение графика регулирования расхода геотермальной воды

в комплексной системе геотермального теплоснабжения (формула 21 рекомендуемого прил.3)


Программа 5



Адрес


Команда


Код



00



П9


49


01



ИП7


67


02



ИП5


65


03



-


11


04



ИП9


69


05



img496



12


06



ИП0


60


07



img497



12


08



Па


4-


09



ИП3


63


10



F1/img498



23


11



Пв


img499


12



ИП9


69


13



F1/img500



23


14



ИПв


img501


15



-


11


16



ИП1


61


17



img502



12


18



ИП2


62


19



img503



12


20



ИП0


60


21



                         img504


13


22


img505


16



23



Пс



24



ИП5


65


25



ИП6


66


26



-


11


27



ИП0


60


28



img506



12


29



ИП3


63


30



img507



12


31



img508



32



ИП7


67


33



ИП6


66


34



-


11


35



ИП0


60


36



img509



12


37



ИП9


69


38



img510


12


39



img511



40



-


11


41



ИПс



42



img512


12


43



/ - /


0L


44



ИПа


6-


45



+


10


46



img513



47



01


01


48



ИПс



49



-


11


50



Пв


img514


51



ИП7


67


52



ИП8


68


53



-


11


54



ИП0


60


55



img515



12


56



ИП4


64


57



img516


12


58



ИПв


img517


59



img518


12


60



ИПd



61



                         img519


13


62



F1/img520


23


63


С/П



50




Инструкция к программе 5


Содержание


Набрать число



Выполнить команды


Результат


п.1. Ввести программу 5









п.2. Занести в память постоянные исходные данные


с



П0







К



П1







F



П2







img521



П3







img522



П4







img523



П5







img524



П6







img525



П7







img526



П8





п.3. Определить очередное значение img527



очередное значение img528


В/О С/П


img529 в рег. img530


п.4. Для определения следующего значения img531 - к п.3










1. Общие положения

2. Теплотехнические и экономические принципы использования геотермальных вод

Рис.1. Графики для определения степени относительного увеличения расчетного дебита термоводозабора

Рис.2. Графики для определения доли пикового догрева при отоплении

Рис.3. Эмпирический коэффициент А для опредедения доли пикового догрева

Рис.4. Эмпирический коэффициент В для определения доли пикового догрева

3. Схемы и оборудование геотермальных систем теплоснабжения

4. Тепловой расчет геотермальных систем отопления и охлаждения

Рис. 5. Зависимость температуры хладоноси- теля от относительной влажности внутренне- го воздуха

Рис.7. Зависимость температуры теплоносителя от температуры хладоносителя и соотношения холодо- и теплонагрузок для радиационных систем отопления

Рис.6. Температура охлажденной поверхности

Рис.8. Система отопления - охлаждения с дополнительными стояками

5. Регулирование геотермальных систем теплоснабжения

Приложение 1 (обязательное). Термины и определения

Приложение 2 (справочное). Классификация и распространение геотермальных теплоносителей

Приложение 3 (рекомендуемое). Принципиальные схемы систем геотермального теплоснабжения

Рис.1. Открытая однотрубная геотермальная система горячего водоснабжения

Рис.2. Открытая однотрубная геотермальная система горячего водоснабжения с двухтрубной распределительной сетью

Рис.3. Открытая двухтрубная геотермальная система теплоснабжения

Рис.4. Однотрубная закрытая геотермальная система горячего водоснабжения с источником питьевой воды, расположенным на термоводозаборе

Рис. 5. Однотрубная закрытая геотермальная система горячего водоснабжения

Рис.6. Закрытая однотрубная геотермальная система теплоснабжения с зависимым присоединением отопления (распределительная сеть четырехтрубная)

Рис.7. Закрытая геотермальная система теплоснабжения с независимым присоединением отопления

Рис.8. Закрытая двухтрубная геотермальная система теплоснабжения

Рис.9. Геотермальная система теплоснабжения с зависимым присоединением отопления (ГВ отсутствует)

Рис.10. Принципиальная схема бессливной системы геотермального теплоснабжения

Рис.11. Принципиальная схема системы геотермального теплоснабжения с применением пикового догрева и тепловых насосов

Рис.12. Система централизованного теплохладоснабжения с тепловыми насосами

Рис.13. Система децентрализованного теплохладоснабжения с тепловыми насосами

Рис.14. Принципиальная схема системы геотермального теплоснабжения с комбинированным использованием систем водяного и воздушного отопления

Рис.15. Комплексная двухтрубная геотермальная система теплоснабжения с пиковой котельной

Рис.16. Комплексная двухтрубная геотермальная система теплоснабжения с ТНУ

Рис.17. Комплексная однотрубная закрытая геотермальная система теплоснабжения с ТНУ.

Приложение 4 (рекомендуемое). Примеры расчета коэффициента эффективности для различных систем геотермального теплоснабжения

Приложение 5 (обязательное). Пример подбора отопительных приборов и построение графиков регулирования геотермальных систем отопления

Рис.1. График расхода теплоносителя при количественном регулировании отопительной нагрузки

Рис.2. График температуры обратной воды при количественном регулировании отопительной нагрузки

Приложение 6 (рекомендуемое). Пример расчета комплексной системы геотермального теплоснабжения

Рис.1. График продолжительности тепловой нагрузки пикового источника теплоты

Рис.2. График продолжительности расхода геотермального теплоносителя

Рис.3. Температура сбросной геотермальной воды

Приложение 7 (рекомендуемое). Прикладные программы для расчетов элементов геотермальных систем теплоснабжения на микроЭВМ

 
 
ГОСТЫ И СНИПЫ, Москва, 2004 г.