Расчётные расходы потребителей

Кратко. В плановом режиме потребитель — заданный отбор воды из сети. Расход считается по каждой нагрузке (отопление, вентиляция, ГВС разных схем, рециркуляция) одним из двух способов: по удельным расходам G = Q · УР или по температурному графику источника G = Q · 1000 / Δt. До этого нагрузки умножаются на коэффициенты вариации Kv. В аварийном режиме наоборот: потребитель — сопротивление, расход даёт гидравлика, а тепло и температура в помещениях получаются из модели систем. Полный перечень формул — Расчётные расходы потребителей.

Зачем это

Расход потребителя — то, что «тянет» сеть: от него зависят потери напора, располагаемые напоры и шайбы. Ошибка в нагрузке, схеме или коде справочника даёт неверный режим целого квартала. Понимая формулы, вы проверите подозрительный расход вручную, объясните, почему расчёт по графику даёт другой расход, чем по удельным, и прочтёте аварийный режим как картину «кто недополучит тепло».

Что нужно в карточке потребителя

• Номер схемы присоединения — какие нагрузки есть и как подключены.
• Нагрузки, Гкал/ч: отопление зависимое и независимое, вентиляция, ГВС по схемам, рециркуляция, %.
• Код расчётных температур — без него потребитель не считается.
• Код удельных расходов (для расчёта по удельным) и код коэффициентов вариации (необязательно).
• Расчётная схема — связь с источником и его температурным графиком.
• Состояние: «включён» участвует. Пустое состояние расчёт считает «включён», проверка данных о нём предупреждает.

Если у потребителя ошибка в данных (нет шаблона внутренней схемы, нет нагрузки ГВС), расчёт его исключает, пишет причину в протокол и считает остальную сеть.

Номер схемы N1.N2

N1	ГВС
1	нет
3 / 4 / 5 / 15	закрытая: параллельная / смешанная / последовательная / предвключённая
6 / 7	открытая: из подачи / из обратки

N2	Отопление
1–4	зависимое, без элеватора
5–8	зависимое, элеватор
9–12	независимое
буква «C» перед номером	нет отопления

Вентиляция есть при N1 > 2 и N2 ∈ {3, 4, 7, 8, 11, 12}; рециркуляция — при N1 > 2 и чётном N2. Пример: 6.8 — открытая ГВС из подачи, элеваторное отопление, вентиляция и рециркуляция.

Коэффициенты вариации

kvpot > 0:   все нагрузки × kvpot
иначе:       каждая нагрузка × свой Kv (отопление, вентиляция, ГВС закрытая, ГВС из подачи…)
пустой Kv = 1

Kv применяются при флажке «С учётом коэффициентов вариации» (включён по умолчанию). Обобщённый потребитель, которого сохраняет расчёт распределительной сети, хранит проектные нагрузки, поэтому Kv к ним применяется один раз.

По удельным расходам

G = Q · УР          УР — т/Гкал из справочника «Удельные расходы»;  смысл: УР = 1000 / (t1 − t2)

Отопление 0,5 Гкал/ч при УР = 16,13 т/Гкал → G = 8,07 т/ч. 16,13 т/Гкал соответствует перепаду ≈ 62 °C, 12,5 т/Гкал — перепаду 80 °C.

По температурному графику

Температуры берутся из графика источника потребителя: t1, t2 — при расчётной tн отопления, ГВС — в точке излома (t1_2r). С флажком тепловых потерь вместо t1 берётся фактическая подача в узле t1ф, а к нагрузке добавляется доля потерь до потребителя qпот:

отопление зависимое:    G = (Q + qпот · Q / Qов) · 1000 / (t1ф − t2)
отопление независимое:  G = (Q + …) · 1000 / (t1ф − (t2 + Δt2_co))
ГВС параллельная:       G = Q · 1,15 · 1000 / (t1_2r − t2пар)
ГВС последовательная:   G = Q · 1000 · 1,25 · (Tгвс − t1пос + Δt2в.пос) / (Tгвс − tх) / (t1_2r − t1пос)
ГВС открытая:           G = Q · 1000 / (Tгвс − tх)

β — коэффициент балансовой нагрузки ГВС: параллельная 1,15, смешанная 1,1, последовательная и предвключённая 1,25.

Пример. График 150/70, t1_2r = 70, t2пар = 30, tх = 5, Tгвс = 60, фактическая подача t1ф = 148 °C:

Нагрузка	Q, Гкал/ч	Расчёт	G, т/ч
Отопление зависимое	0,5	0,5·1000/(148 − 70)	6,41
ГВС параллельная	0,1	0,1·1,15·1000/(70 − 30)	2,88
ГВС открытая из подачи	0,2	0,2·1000/(60 − 5)	3,64

Проверка на базе Астаны (график 130/70): отопление 0,48198 Гкал/ч без потерь — 0,48198·1000/60 = 8,033 т/ч, в результатах 8,03294; с потерями при подаче в узле 128,914 °C — 8,1928 т/ч, в результатах 8,19277.

Потоки в узле потребителя

Gп = G_гвс.оп               водоразбор из подачи
Gо = G_гвс.оо               водоразбор из обратки (не больше Gз; меньше нуля не бывает)
Gз = отопление + вентиляция + ГВС закрытая (+ рециркуляция при водоразборе из подачи)
подача: отбор Gз + Gп;   обратка: возврат Gз − Gо

Аварийный режим: потребитель как сопротивление

Здесь расход потребителя не задаётся: он получается из гидравлики по сопротивлению ввода (эквивалентному или детализированному: шайбы, сопло, приборы, теплообменники). Затем при полученном расходе G и подаче τ1 считается, сколько тепла отдала система. Для зависимого отопления решается уравнение прибора относительно температуры воздуха в помещении tв:

Q̄ = (tв − tн) / (tвр − tнр);   τо = τ1 − Q'·Q̄ / G
Q̄^0,2 · (τ1 − (1 + 2u)/(1 + u) · Q'·Q̄ / (2G) − tв) = Q̄ · Δt'

Система 150/70/95, u = 2,2, Q' = 1 Гкал/ч, расчётный расход 12,5 т/ч, tвр = 18, tнр = −25:

Условия	tв, °C	Обратка, °C	Q, Гкал/ч
tн = −10, τ1 = 110, G = 12,5 т/ч	18,59	56,81	0,665
то же, G = 10,0 т/ч (недодача 20 %)	15,97	49,61	0,604
tн = −10, τ1 = 100 (недогрев), G = 12,5 т/ч	16,01	51,60	0,605

Обратка не может быть ниже tв: при очень малом расходе расчёт ограничивает её и считает отданное тепло как G · (t1 − tв). Независимое отопление, калориферы и подогреватели ГВС считаются своими моделями — §7.10.

Как сделать в ТГИД

• Полный перечень формул, обозначения графика, обобщённые потребители — Расчётные расходы потребителей.
• Справочники удельных расходов, Kv, расчётных температур — Справочники.
• Выбор способа расчёта расходов и флажков — Расчёт режима.
• Отличия веба от десктопа (Kv, состояние, обратка) — Расчётный движок.

Задания

1. Номер схемы

Независимое отопление, смешанная ГВС, вентиляция, без рециркуляции. Какой номер схемы? А если ГВС открытая из подачи, отопление зависимое элеваторное, есть вентиляция и рециркуляция?

Ответ

N1 = 4 (смешанная), N2 = 11 (независимое, с вентиляцией, нечётное — без рециркуляции) → 4.11. Второй: N1 = 6, N2 = 8 (элеватор 5–8, вентиляция, чётное — рециркуляция) → 6.8.

2. Два способа и потери

Отопление зависимое 0,5 Гкал/ч, график 150/70, УР = 16,13 т/Гкал. Найдите расход по удельным расходам, по графику без потерь и с потерями: подача в узле 148 °C, потери до потребителя qпот = 0,01 Гкал/ч, других нагрузок нет.

Ответ

По удельным: 0,5·16,13 = 8,07 т/ч. По графику без потерь: 0,5·1000/80 = 6,25 т/ч. С потерями (Qов = 0,5): (0,5 + 0,01·0,5/0,5)·1000/(148 − 70) = 6,54 т/ч — больше на 4,6 %: вода приходит остывшей, и надо покрыть потери в подводке.

3. Пустой коэффициент вариации

Код Kv потребителя: kvpot пуст, Kv отопления 0,9, Kv ГВС закрытой пуст. Нагрузки: отопление 1,0, ГВС параллельная 0,2 Гкал/ч. Какие нагрузки войдут в расчёт?

Ответ

Отопление 1,0·0,9 = 0,9 Гкал/ч, ГВС 0,2·1 = 0,2 Гкал/ч (пустой Kv = 1). В прежнем движке десктопа ГВС обнулилась бы, поэтому расчёты веба и десктопа на таких данных расходятся (Расчётный движок).

4. Недодача в аварийном режиме

По таблице аварийного режима: на сколько снизилась температура в помещениях при недодаче 20 % расхода и при недогреве подачи на 10 °C? Что опаснее для этого дома?

Ответ

Недодача: 18,59 → 15,97 °C (−2,6 °C), тепло 0,665 → 0,604 Гкал/ч (−9 %). Недогрев: 18,59 → 16,01 °C, тепло 0,605 Гкал/ч. Для этой элеваторной системы оба нарушения почти равноценны: 20 % расхода «стоят» около 10 °C подачи. Тепло падает слабее расхода, потому что вода остывает глубже (обратка 49,6 вместо 56,8 °C).