Повышение эффективности циркуляционных систем горячего водоснабжения средствами регулируемого электропривода

• Автор: Штин, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Глава 1. Энерго- и ресурсосбережение в системе
водоснабжения средствами регулируемого электропривода
1.1. Актуальность энерго- и ресурсосбережения в ЖКХ
1.2. Технологическая схема и электропривод основных
механизмов тепловых пунктов
1.3. Задачи экономии тепловой и электрической энергии в
системе горячего водоснабжения
Глава 2. Разработка математической модели и исследование технологических свойств системы горячего водоснабжения
2.1. Описание системы ГВС жилых зданий
2.2. Эквивалентная схема ГВС. Условия и допущения 3 I
2.3. Математическое описание
2.4. Структурная схема модели системы горячего
водоснабжения
2.5. Расчет тепловых потерь в циркуляционном контуре
2.5.1. Модель системы ГВС характерной ЦТП г. Москвы
2.5.2. Тепловые потери при нерегулируемом электроприводе циркуляционного насоса
2.5.3. Влияние угловой скорости электродвигателя насоса ГВС
2.5.4. Влияние температуры наружного воздуха
2.5.5. Влияние протяженности трубопровода
Глава 3. Экспериментальная оценка возможностей
энергосбережения средствами регулируемого электропривода
3.1. Методика проведения экспериментов
3.2. Исследование режима тепло- и водопотребления при нерегулируемом электроприводе

3.3. Исследование контура горячего водоснабжения при уменьшении скорости вращения электропривода насоса
3.4. Определение целесообразности регулирования электропривода от расхода горячей воды
Глава 4. Разработка и реализация алгоритма управления электроприводом
4.1. Разработка алгоритма управления
4.2. Проверка разработанного алгоритма управления на
математической модели
4.3. Реализация автоматической системы управления
электроприводом циркуляционного насоса
4.4. Экспериментальное исследование эффективности
разрабатываемого сп особа энергосбережения
Заключение
Список литера гуры
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Системой централизованного горячего водоснабжения (ГВС) в России к 2007 г. оборудовано 63% всех жилых и общественных зданий, а на его долю приходится 30-40% от общего тегагопотребления [1]. В отличие от системы отопления, тепловая нагрузка в системе ГВС — круглогодичная и носит переменный характер. Так, в течение суток пики теплопотребления во многом зависят от состава и распорядка рабочего дня жителей, а в течение года в летний период теплопотребление существенно ниже, чем в зимний из-за более высокой температуры воды в городском водопроводе и меньших тепловых потерь в трубопроводах [2].
Наибольшее распространение получили циркуляционные системы ГВС, в которых полотенцесушители и водоразборные краны подключаются к напорному трубопроводу, а возвращается вода по обратному (или циркуляционному) трубопроводу. Комфортная температура воды у потребителей (не ниже 50 °С) и температура воздуха в ванных комнатах (около 25 °С) поддерживается за счет принудительной циркуляции, создаваемой электроприводом насоса ГВС. Подключение циркуляционных систем ГВС жилых зданий к тепловой сети и к городскому водопроводу осуществляется, как правило, через тепловые пункты, общее число которых в России к 2006 г. составляло около 23 тыс. [1], причем на долю Москвы приходится 40% всех тепловых пунктов Российской Федерации. В ней располагается около 42 районных тепловых станций (РТС), 6 тыс. центральных тепловых пунктов (ЦТП) и 3 тыс. индивидуальных тепловых пунктов (ИТП), обслуживающих порядка 50 тыс. жилых и общественных зданий города [3].
В тепловом пункте располагаются электроприводы насосов различного назначения: повысительные, вспомогательные, в том числе и электропривод

а) ДРТ.,кВт

. АЛт
“Л.

А/5т.нап

А^'Г.Обр / бгвс

0 2 4
10 12 14 16 18 20 22 /,
(?гвс>
м3/ч

Рис. 2.10 - Суточные графики при юном: а) мощность тепловых потерь; б) температура воды у жильцов и в обратном трубопроводе
2.5.3. Влияние угловой скорости электродвигателя насоса ГВС
Влияние угловой скорости на величину тепловых потерь в трубопроводах исследовано путем изменения в модели значения элемента 16 (рис. 2.5). На рис. 2.11 построены суточные графики изменения мощности тепловых потерь для угловой скорости электродвигателя 0,8соНОМ) О,6с0ном, 0,4а)ном при тех же значениях других показателей, что и на рис. 2.10.