Потокораспределение трубопроводной системы отопления при частотным регулировании насоса

Методика и результаты исследований . Объектом исследований была выбрана трубопроводная система теплоснабжения при независимом подключении циркуляционного насоса. На рис. 1 приведена гидравлическая схема потокораспределения тепловой энергии при различных режимах работы насосной установки с частотным регулированием [4].

Гидравлическая схема трубопроводной системы теплоснабжения выполнена из трех модулей (модуль двухтрубной системы №1, модуль однотрубной системы №2, модуль теплого пола №3) и насосного узла. Модули №1, 2, 3 подключены по независимой и параллельной схеме. В насосном узле был включен частотный насос stratos 30/1-12 с напором H=3 м, H=5 м, H=6 м. Время эксперимента 5 мин при заданной температуре на источнике T=60°C. Температурные показания измерялись с помощью компьютерной программы, а параметры расхода (G) при помощи встроенного расходомера ТЭМ-104-К, перепад давления измерялся дифференциальными манометрами. На основе измерения параметров трубопроводной системы теплоснабжения тепловые потоки рассчитывались по формуле

• G-(Ti— T₂)

V       ... ■ ,кВт где c – коэффициент теплопередачи; G – площадь поверхности излучателя; T1 – температура излучателя; T2 – температура окружающей среды.

На рис. 2 представлены результаты исследований потокораспределения при подключении модулей №1, 2, 3.

Рис. 1. Гидравлическая схема потокораспределения тепловой энергии

5,00

4,50

4,00

3,50 н со

± с? 3,00

о

Е 2,50

>S

° 2,00 с

ф

1,50

1,00

0,50

0,00

y = 3E+11x4 - 4E+11x3 + 3E+11x2 - 8E+10x + 8E+09 R² = 0,9888

y = 7

y = y =

5E+10x + 5E+09

3 + 7E+10x2 -2E+09

R² = 0,969

x3 + 3E+10x2 - 8E+09x + 9E+08

R² = 0987

X Тепловой поток Q1, кВт

• ♦    Тепловой поток Q2, кВт

• ■    Тепловой поток Q3, кВт

• ▲    Тепловой поток Qист, кВт

Полиномиальная (Тепловой поток Q1, кВт)

Полиномиальная (Тепловой поток Q2, кВт)

Полиномиальная (Тепловой поток Q3, кВт)

Полиномиальная (Тепловой поток Qист, кВт)

10:04:48   10:06:14   10:07:41   10:09:07   10:10:34

Время t, мин

Рис. 2. Потокораспределение по модулям №1, 2, 3

Мощность теплового потока в модуле №1 составила 4,7 кВт. На рис. 3 приведены результаты исследований потокораспределения при отключении модуля №1.

10:14:53 10:16:19 10:17:46 10:19:12 10:20:38 10:22:05

• ♦    Тепловой поток Q2, кВт

• ■    Тепловой поток Q3, кВт

• ▲    Тепловой поток Qист, кВт

Полиномиальная (Тепловой поток Q2, кВт)

Полиномиальная (Тепловой поток Q3, кВт)

Полиномиальная (Тепловой поток Qист, кВт)

Время t, мин

Рис. 3. Потокораспределение по модулям №2, 3

На рис. 4 приведены результаты исследований потокораспределения при отключении модулей №1, 2.

• ♦    Тепловой поток Q1, кВт

• ■    Тепловой поток Q3, кВт

• ▲    Тепловой поток Qист, кВт

Полиномиальная (Тепловой поток Q1, кВт)

Полиномиальная (Тепловой поток Q3, кВт)

Полиномиальная (Тепловой поток Qист, кВт)

10:23:31 10:24:58 10:26:24 10:27:50 10:29:17 10:30:43

Время t, мин

Рис. 4. Потокораспределение по модулю №3

На рис. 5 приведены результаты исследований потокораспределения при отключении модуля №4.

10:33:36 10:35:02 10:36:29 10:37:55 10:39:22 10:40:48

Время t, мин

Рис. 5. Потокораспределение по модулям №1, 2

Заключение. Математическая модель трубопроводной системы отопления позволяет моделировать переходные процессы, связанные с изменением режима истечения теплоносителя. Результаты моделирования динамических процессов трубопроводной системы отопления позволили установить влияние скорости потока на недогрев теплоносителя и компенсацию за счет увеличения коэффициента теплоотдачи.