Вестник МГТУ. 2016, №4.

Вестник МГТУ. 2016. Т. 19, № 4. С. 753–758. DOI: 10.21443/1560-9278-2016-4-753-758 753 УДК 697.34:004.942 А. М. Шурыгин, Е. Г. Авдюнин, В. С. Малышев, М. Н. Шурыгин Моделирование элементов энергетических систем при транспортировании тепловой энергии Теплоснабжение промышленных предприятий и объектов жилого сектора является в последние годы экономической и технической проблемой. Следует учитывать, что эффективность работы теплогенерирующего оборудования зависит не только от его технического совершенства, вида топлива, но и работы распределяющей сети, учитывающей тепловые, гидравлические потери, характеристик и режимов использования объектов теплоснабжения – зданий и технологических процессов. Возможность отпуска из системы теплоснабжения максимального расхода теплоты с учетом несовпадения максимумов и видов потребляемого ресурса у отдельных потребителей должна обеспечиваться правильным выбором набора оборудования источников энергии, а также пропускной способностью транспортных систем и возможностью ее регулирования. Крайне важно настраивать систему на эффективную работу не только на расчетном режиме (обычно на режиме максимальной нагрузки), но и всем диапазоне нагрузок, ибо расчетный режим во времени зачастую занимает относительно небольшую часть эксплуатационного времени. Таким образом, эффективность работы систем теплоснабжения во многом определяется используемым методом ее регулирования, включающим возможности регулирования работы основных агрегатов и элементов системы. В статье определены управляющие факторы, влияющие на эффективность работы системы. Представлены математические модели элементов системы, позволяющие регулировать количество отпущенной потребителям тепловой энергии в функции от режима работы системы. Отдельно рассмотрена и реализована математическая модель системы управления работой приводов электрических машин, используемых в системе. Ключевые слова: тепловые сети, регулирование сетей, математическое моделирование работы сетей, оптимизация сетей. Введение Регулирование потребления теплоты в системах теплоснабжения предусматривается: центральное – на источнике теплоты, групповое – на центральном тепловом пункте и индивидуальное – на индивидуальных тепловых пунктах. Для водяных тепловых сетей применяется, как правило, качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке на отопление или по совмещенной нагрузке на отопление и горячее водоснабжение согласно графику изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха. Материалы и методы В основу центрального качественного регулирования закладывается закон изменения отопительной нагрузки от температуры наружного воздуха [1]: o o o 01 н o o о ( ) 1 W Q t W q V ε = τ − ε + , (1) где ε о – безразмерная удельная тепловая нагрузка отопительной установки; W о – водяной эквивалент сетевой воды, Вт/К; τ 01 – температура воды в подающей линии, ° С; q o – удельная тепловая нагрузка, Вт; V – объем здания; t н – температура наружного воздуха. Количественный метод регулирования отопительной нагрузки заключается в определении эквивалента расхода воды и ее температуры в обратной линии в зависимости от тепловой нагрузки. В связи с этим температура наружного воздуха, соответствующая точке излома t н.т.и температурного графика, и соответствующие ей τ 01т.и , τ 02т.и температуры в подающей и обратной линиях, принимаются за расчетные [1]. Тогда относительная нагрузка при любом значении t н > t н.т.и равна: o o.т.и вр н вр н.т.и o / ( ) / ( ) Q Q Q t t t t = = − − , (2) где Q o – расчетная тепловая нагрузка на отопление; Q о.т.и – тепловая нагрузка на отопление в точке излома; t вр – расчетная температура воздуха внутри помещений. Относительный расход воды на отопление из характеристического уравнения отопительных установок составит: o o o o.т.и 0,8 o.т.и o o.т.и о.т.и / , (1 ) 0,5 Q G G G t Q t = = ∆ − δ − θ (3)