Труды КНЦ вып.1 (ЭНЕРГЕТИКА вып.1 1/2010(1))

тепловой аккумулятор (ёмкость для накопления и хранения тепловой энергии в виде горячей воды), элеватор (для понижения температуры горячей воды и создания требуемого напора в системе отопления). Математическое описание теплового аккумулятора Движущийся в тепловом аккумуляторе поток воды рассматривается как однофазная, однокомпонентная среда. Для неё можно записать уравнения балансов, базирующиеся на модели идеального смешения. Поскольку уравнения балансов включают производные по времени, то строятся динамические математические модели, описывающие нестационарные режимы движения потока. Модель идеального смешения соответствует такой гидродинамике аппарата, при которой поступающий в него поток воды мгновенно распределяется по всему его объему. То есть температура воды в каждой точке аккумулятора и на выходе из него будут одинаковы [2]. Работа теплового аккумулятора происходит следующим образом: остывшая вода с температурой Т 2 из обратного трубопровода системы отопления здания поступает в аккумулятор в количестве V1. В нём она смешивается с водой аккумулятора, имеющего температуру ТТА . После смешения температура воды в аккумуляторе может понизиться. С другой стороны, если в аккумулятор установить нагревательные устройства, запитанные от ВЭУ, то она может и повыситься за счёт поступления энергии в периоды активного ветра. Из аккумулятора вода с температурой ТТА и в количестве V1 подаётся по трубопроводу к котельной, в которой она при ТТА < Т 1 догревается до расчётной величины Т . В случае, если ТТА = T , то потребность в работе котельной полностью отпадает, вода сразу же поступит в систему отопления здания, где в элеваторе она смешается с обратной водой. Далее вода повторит своё движение, циркулируя по системе теплоснабжения. Количество тепловой энергии, содержащейся внутри аккумулятора в виде нагретой воды, всё время меняется. Оно зависит от количества тепла, поступающего в аккумулятор от ВЭУ и удаляемого из него, а также от тепловых потерь через стенки теплового аккумулятора. Уравнение теплового баланса, описывающее состояние аккумулятора, представляет собой зависимость следующего вида: ё(УТАСрТТА) v ТА p 1АУ = V С Т - V С Т - K F ( T - Т ) + О (1) dt 1 р 2 v 1 ^ p x ТА ТА ТА V ТА ± в / т ' < В Э У ’ v ' где У ТА и ТТА - соответственно объём и температура воды теплового аккумулятора, м3и °С; Ср - теплоемкость воды, кВт-ч/м3-град; V1 - расход воды, поступающей и выходящей из ТА, м3/ч; Т2 - температура воды, поступающая в аккумулятор, °С; K ТА - коэффициент теплоотдачи аккумулятора, кВт/м2-град; БТА - площадь поверхности стенок аккумулятора, м2; Тв - внутренняя температура воздуха (18-20С для жилых помещений согласно СНиПу [3]); ОВЭУ - мощность ВЭУ, кВт. Так как объём аккумулятора У ТА и теплоёмкость воды Ср величины постоянные, то дифференциальное уравнение (1) сводится к выражению: 159