Экспериментальные исследования режимов работы термогидравлического распределителя

Транспортировка теплоносителя в системах теплоснабжения является областью со значительным потенциалом энергосбережения, который может быть достигнут за счет применения термогидравлического распределителя (ТГР). ТГР конструктивно представляет собой вертикальную перемычку большого диаметра, которая имеет малое гидравлическое сопротивление относительно сопротивлений подключенных к нему контуров. Совместная установка ТГР и насосов с частотно-регулируемым приводом (ЧРП) позволяет снизить или полностью устранить потери электрической мощности при дросселировании избыточного напора в системах теплоснабжения. Это приводит к уменьшению давления в тепловых сетях, что положительно сказывается на надежности эксплуатации трубопроводов. Однако возможности дальнейшего рационального применения ТГР в системах централизованного теплоснабжения ограничиваются недостаточным количеством теоретических и экспериментальных исследований. В статье представлены результаты экспериментальных исследований режимов работы ТГР. Были проверены и подтверждены уже известные особенности работы ТГР, а также обнаружены новые закономерности при работе ТГР в перепускном и смесительном режимах, при различных типах подключения первичного контура — при работе с конденсационным и неконденсационным котлом. Предложены упрощенные модели для описания перепускного и смесительного режимов работы ТГР. С помощью модели перепускного режима можно оценить температуру в обратном патрубке первичного контура с погрешностью не более 1%, а с помощью модели смесительного режима можно находить значения температур в подающих патрубках вторичных контуров с погрешностью не более 2%.

Результаты исследований могут быть использованы для дальнейшего совершенствования на основе ТГР как традиционных систем теплоснабжения, так и перспективных (низкотемпературных низконапорных систем теплоснабжения). 

1. Волков А. В., Парыгин А. Г., Рыженков В. А. и др. Получение электрической энергии в системах тепло- и водоснабжения на основе рекуперации избыточного магистрального давления. Новости теплоснабжения 2007; (10): 46–50.

2. Волков А. В., Рыженков В. А., Парыгин А. Г. и др. Повышение надежности и экономичности систем централизованного теплоснабжения на основе эффективного использования избыточного магистрального давления. Надежность и безопасность энергетики 2010; (2): 45–47.

3. Черненков В. П., Макаров Д. А., Лихачев И. Д. и др. Повышение энергетической эффективности системы теплоснабжения с помощью устройства для рекуперации дросселируемого напора. Вестник инженерной школы ДВФУ 2018; (2): 86–91.

4. Yan A., Zhao J., An Q. et al. Hydraulic performance of a new district heating systems with distributed variable speed pumps. Applied Energy 2013; (112): 876–885.

5. Sheng X., Duanmu L. Electricity consumption and economic analyses of district heating system with distributed variable speed pumps. Energy and Buildings 2016; (118): 291–300.

6. Wang H., Wang H., Zhu T. A new hydraulic regulation method on district heating system with distributed variable speed pumps. Energy Conversion and Management 2017; (147): 174–189.

7. Сенников В. В., Генварев А. А., Яворовский Ю. В. и др. Применение термогидравлического распределителя в тепловых пунктах систем централизованного теплоснабжения. Вестник ИГЭУ 2012; (5): 1–7.

8. Lund H., Werner S. et al. 4th Generation District Heating (4GDH). Integrating smart thermal grids into future sustainable energy systems. Energy 2014; (68): 1–11.

9. Lund H., Duic N. Smart energy systems and 4th generation district heating. Energy 2016; (110): 1–4.

10. Романов Д. О., Яворовский Ю. В. и др. Экспериментальные исследования и численное моделирование режимов работы термогидравлического распределителя. В: Энергосбережение — теория и практика: Труды Девятой Международной школы-семинара молодых ученых и специалистов. М.: Издательский дом МЭИ 2018.