Регулирование отпуска тепла с применением частотно- регулируемых приводов

Известны системы с регулирующим клапаном на перемычке меж- ду подающим и обратным трубопроводами. Новая схема отличается благоприятным режимом работы регулирующего оборудования и низ- ким расходом электроэнергии на работу насосов. Она предназначена для модернизации существующих ЦТП путем введения централизован- ного регулирования температуры теплоносителя на выходе из ЦТП при зависимом присоединении систем отопления к тепловой сети и исполь- зовании частотно-регулируемых приводов (ЧРП).

Имеется несколько типов приводов, которые могут использоваться с насосами в тепловых сетях: частотно-регулируемые и приводы посто- янного тока, механические вариаторы, а также двигатели с фазным ро- тором. Наиболее перспективными на сегодняшний день являются час- тотно-регулируемые приводы.

Приводы постоянного тока так же, как и двигатели постоянного то- ка, постепенно уступают свои позиции в системах управления с пере- менной скоростью. При их использовании снижается надежность обо- рудования, повышаются эксплуатационные затраты и сметная стои- мость оборудования. Механические вариаторы в большинстве случаев могут быть заменены ЧРП, который в состоянии обеспечить заданный момент на валу асинхронного двигателя в интервале от 0 до 100 % но- минальной скорости двигателя.

Применение двигателей с фазным ротором ограничивает диапазон изменения скорости количеством ступеней переключения обмоток ро- тора и предполагает дополнительные потери мощности во время пуска, что сужает область использования таких двигателей и не обеспечивает в полной мере эффективности метода изменения скорости в системах с насосами и вентиляторами. При этом затраты на его обслуживание пре- вышают затраты на обслуживание асинхронных двигателей.

Современный ЧРП представляет собой электронное микропроцес- сорное устройство, преобразующее входное переменное напряжение (одно- или трехфазное) частотой 50 Гц в переменное трехфазное напря- жение с синусоидальной формой тока и регулируемой частотой. Быст- родействующая микропроцессорная система управления ЧРП позволяет обеспечить нагрузочную характеристику обыкновенного асинхронного двигателя почти идентичную двигателю постоянного тока.

Частотно-регулируемые приводы в современных условиях пере- крывают диапазон мощностей от 0,1 до 10000 кВт и предназначены для

работы со стандартными асинхронными двигателями. Это дает возмож- ность легко встраиваться в уже существующие системы.

Пример такой системы приведен на рис. 4.5.1, где частотно- регулируемый привод установлен в ЦТП.

 

Рис. 4.5.1. Схема ЦТП с частотно-регулируемым приводом:

1 – корректирующие насосы, управляемые частотно-регулируемым электро- приводом и установленные на перемычке между подающим и обратным трубопро- водами; 2 – электронный регулятор температуры, поддерживающий заданный тем-

пературный график; 3 – гидравлический регулятор давления

 

Период работы системы – период осенне-весенней срезки темпера- турного графика. В зимнее время корректирующие насосы отключены. Для работы системы подогреватели ГВС переводятся на смешанную схему. При наступлении весеннего (осеннего) периода, когда темпера- тура в тепловой сети превышает требуемую для системы отопления, электронный регулятор через преобразователь частоты включает насос, который добавляет в систему столько охлажденного теплоносителя из обратного трубопровода, сколько необходимо для поддержания требуе- мой температуры. Гидравлический регулятор, в свою очередь, закрыва- ется, сокращая, таким образом подачу сетевой воды и выдерживая за- данный гидравлический режим.

Предложенная система автоматического регулирования обеспечи- вает стабильный расход теплоносителя и помогает выдерживать задан-

ный температурный график на систему отопления в период срезки тем- пературного графика в тепловой сети (рис. 4.5.2).

Рис. 4.5.2. Расчетная экономия тепла в период срезки температурного графика (в межсезонье).

 

Контрольные вопросы

1. Способы регулирования производительности насосов.

2. Анализ экономической эффективности регулирования произво- дительности насосов?

3. Укажите сущность работы энергосберегающих технологий

«Транссоник».

4. Какими факторами определяется экономический эффект работы аппаратов «Фисоник»?

5. Мероприятия по снижению затрат электроэнергии в установках сжатого воздуха.

6. Способы понижения давления у потребителей сжатого воздуха.

7. Влияние изоляции воздухопровода на экономию электроэнер- гии при использовании сжатого воздуха.

8. Виды изоляционных материалов, применяемых в тепловых се-

тях.

9. Сравнение эффективности изоляционных материалов.

10. Недостатки использования в тепловых сетях приводов постоян-

ного тока.

5. НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ

ЭНЕРГИИ

 

Хозяйственная деятельность человека, в результате которой био- сфера переходит в новое состояние-ноосферу, в начале XXI века сопря- жена с расходованием громадного количества органического топлива, накопленного природой за миллионы лет эволюции. Значительную часть потребляемых в России топливно-энергетических ресурсов ис- пользует энергетика – базовая отрасль современной экономики. Через топливно-энергетических баланс России за год протекает около

1,5 млрд т условного топлива, из них примерно 90 % приходится на природный газ, нефть, каменный уголь. Энергия, полученная из этого топлива, сопряжена с растущими затратами, так как добывать его при- ходится во все более тяжелых условиях. Получение энергии из органи- ческих видов топлива сопровождается выделением нечистот и материа- лов, вредных для здоровья. Так как органическое топливо является важ- нейшим сырьем для химической промышленности, то предполагается в будущем применять его только для промышленных целей. Большинст- во регионов РФ не обеспеченно в достаточном объеме собственными энергоресурсами, и со временем их дефицитность будет возрастать.

Энергетические проблемы мирового хозяйства вызвали интенсив- ную заинтересованность в применении таких источников, которые из- вестны уже давно, но по различным соображениям не могли применять- ся в более широком масштабе, чем до нашего времени, заменив органи- ческое топливо.

В недалеком будущем предполагается, что большее значение в энергетическом хозяйстве займет ядерная энергетика. Исследуются возможности использования геотермальной энергии и кинетической энергии космических тел. Большие надежды связаны с использованием солнечной энергии. Решаются также проблемы, связанные с использо- ванием так называемых вторичных источников теплоты. В энергетиче- ском хозяйстве для непроизводственной сферы речь идет об использо- вании теплоты выбросов вентиляционного воздуха, отводимого из зда- ния, а также использованной воды.

С точки зрения экономии энергии в системах горячего водоснаб- жения и отопления в настоящее время наибольший интерес представля- ет использование солнечной энергии.