Индивидуальный тепловой пункт с импульсной циркуляцией теплоносителя

• Автор: Кудашев, Сергей Федорович
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

1.1 Способы повышения тепловой эффективности систем теплоснабжения..

1.2 Пассивные методы повышения теплоотдачи

1.3 Активные методы интенсификации теплообмена

1.4 Способы использования дросселируемого напора тепловой сети

1.5 Системы с импульсной подачей теплоносителя на основе одноклапанного ПП

1.6 Конструкция ударных клапанов

Выводы по главе

Цели и задачи исследования
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Схемы ИТП с двухклапанным ПП
2.2 Описание колебаний в замкнутой гидравлической системе
2.3 Определение параметров £ и со в случае колебания жидкости в
2.4 Возникновение фаз и формирование отраженной волны
2.5 Анализ работы двухклапанного ПП
2.5.1 Особенности работы открытого ударного клапана
2.5.2 Пояснение к процессу открытия клапанов и возникновению новой отраженной волны
2.5.3 Алгоритм расчета положения ударного клапана
2.6 Энергетическая цепь подводящего трубопровода с теплообменником.
2.1 Моделирование теплопередачи при импульсном режиме течения
теплоносителя
Выводы по главе
3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Назначение экспериментальной установки
3.2 Описание экспериментальной установки

3.3 Разработка нестандартных узлов
3.3.1 Преобразователи потока
3.3.2 Импульсный нагнетатель
3.4 Теплообменник пластинчатый РИДАН НН №
3.5 Контрольно-измерительные приборы и система сбора данных
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Планирование эксперимента
4.2 Идентификация экспериментальных зависимостей и модели
4.3 Определение гидравлической характеристики преобразователя потока.
4.4 Определение упругости системы и скорости распространения упругих

4.5 Определение положения ударного клапана
4.6 Построение экспериментальной амплитудно-частотной характеристики.
4.7 Определение коэффициента теплопередачи при импульсном и стационарном режимах течения теплоносителя
4.7.1 Методика проведения сравнительных тепловых испытаний
4.7.2 Экспериментальное определение коэффициента теплопередачи в импульсном и обычном режимах течения теплоносителя
4.7.3 Проведение факторного эксперимента
4.8 Определение производительности мембранных насосов в
импульсном режиме
4.8.1 Проведение полного факторного эксперимента
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время усовершенствование систем теплоснабжения идет по пути аппаратной модернизации отдельных ее элементов. В большинстве случаев их заменяют на более совершенные модификации (кожухотрубчатые теплообменники на пластинчатые, механические регуляторы на электронные и т.п.). При этом более жесткие требования предъявляют к обеспечению гидравлического режима теплосети, который при большой протяженности и разветвленности сети обеспечить сложно. Поэтому при разработке схем развития теплоснабжения городов отдельные участки перспективной застройки отдают под независимое присоединение потребителей.
Одним из методов повышения эффективности существующих систем теплоснабжения с независимым присоединением потребителей может стать перевод течения теплоносителя в импульсный режим. Это может быть достигнуто путем применения гидродинамического водоподъемного устройства, использующего для своего привода гидродинамические силы самого движущегося потока теплоносителя. Основным элементом гидродинамического водоподъемного устройства является преобразователь потока (ПП), от параметров работы которого зависит работоспособность всей установки. Конструкции ПП гидродинамического водоподъемного устройства, как правило, одноклапанные. Однако, одноклапанные конструкции ПП в замкнутых системах теплоснабжения оказались неустойчивыми в работе. Кроме того, одноклапанная конструкция 1111 сильно ограничивает расход теплоносителя через контур.
Опыт применения импульсного режима в контуре системы горячего водоснабжения (ГВС) с кожухотрубчатым телообменником на базе одноклапанного ПП выявил значительный потенциал (на уровне 40 %) при его устойчивой работе. В условиях изменения расхода теплоносителя в греющем контуре ГВС и более высокого гидравлического сопротивления теплообменника конструкция одноклапанного ПП неперспективна. В связи с этим, организация импульсного движения в

1 - отопительные приборы нижней зоны циркуляции; 2 - преобразователь потока;
3 - гидроаккумулятор; 4 - обратный клапан; 5 - отопительные приборы верхней зоны циркуляции; XI, Т2 — подающий и обратный трубопроводы соответственно.
Рисунок 2.3 - Схема абонентского ввода для здания с двумя зонами циркуляции
Во время работы ПП 2 создается колебательный процесс, сопровождающийся колебанием давления в подводящих трубопроводах к ударным клапанам. При этом амплитуда колебаний давления зависит от параметров ПП 2 и скорости распространения упругих волн в жидкости. Во время периода повышения давления теплоноситель через обратные клапаны 4 поступает в гидроаккумулятор 3 и далее в подающий трубопровод системы отопления верхней зоны циркуляции. Остывший теплоноситель из отопительных приборов верхней зоны циркуляции подается в расширительный бак нижней зоны циркуляции системы отопления для предотвращения повышения давления в отопительных приборах. В схеме, представленной на рисунке 2.3, ПП используется в качестве повысительного насоса для подачи теплоносителя в верхние этажи здания.
В случае независимого подключения системы отопления к тепловой сети схема соединения представлена на рисунке 2.4. В данной схеме ПП 2 используется также как устройство для создания импульсного течения теплоносителя, позволяющего повысить коэффициент теплопередачи в теплообменнике системы отопления. В схеме, представленной на рисунке 2.4, ПП 2 установлен со стороны греющего теплоносителя на обратном трубопроводе.