ВСН 56-87, часть 2
4.11. При температурах геотермального теплоносителя ниже 60°Сследует, как правило, применять потолочно-напольные радиационные системы отопления.
4.12. Перевод существующих систем отопления на геотермальный источник теплоты должен производиться с перерасчетом и конструктивным изменением элементов этих систем в соответствии с требованиями пунктов 4.1 - 4.11 настоящих Норм.
4.13. Для охлаждения помещений жилых и общественных зданий в теплый период года в районах с сухим жарким климатом допускается применять комбинированные потолочно-напольные системы радиационного отопления - охлаждения, присоединяемые к системам геотермального теплоснабжения с тепловыми насосами.
Рис. 5. Зависимость температуры хладоноси- теля от относительной влажности внутренне- го воздуха |
|||
|
условный диаметр труб, мм;
|
Рис.6. Температура охлажденной поверхности
|
|
|
толщина слоя тяжелого бетона, по нейтральной оси которого замоноличены трубы, мм.
|
|
|
|
|||
|
Рис.7. Зависимость температуры теплоносителя от температуры хладоносителя и соотношения холодо- и теплонагрузок для радиационных систем отопления
|
||
|
S-
|
шаг замоноличенных труб, мм;
|
|
|
|
температуры внутреннего воздуха и хладоносителя соответственно;
|
|
|
|
температура поверхности.
|
Рис.8. Система отопления - охлаждения с дополнительными стояками
1 -
|
задвижка на перемычке, открытая зимой и закрытая летом;
|
2 -
|
дополнительные стояки для режима охлаждения.
|
4.14. Выбор минимальных температур хладоносителя для радиационных систем охлаждения производится по графику рис.5.
4.15. Допустимая по гигиеническим требованиям средняя температура охлаждающей поверхности потолка должна определяться по формуле
(25)
где
|
|
коэффициент облученности панели со стороны человека.
|
|
где
|
м;
|
|
|
|
высота помещения от пола до потолка, м;
|
||
|
средний размер охлаждающей панели, равный корню квадратному из ее площади, м.
|
4.17. Определение средней температуры охлаждающей поверхности потолка следует производить по графику на рис.6.
4.18. Выбор расчетной температуры теплоносителя для радиационных систем потолочно-напольного отопления - охлаждения в зависимости от температуры хладоносителя и тепловых нагрузок следует производить по графику на рис.7.
4.19. Относительное увеличение расчетных потерь давления в радиационных системах отопления - охлаждения при работе их в режиме охлаждения следует определять по формуле
(27)
где
|
и -
|
тепловые нагрузки в режиме отопления и охлаждения, Вт;
|
|
расчетные перепады температур в системе в режиме отопления и охлаждения соответственно, °С.
|
4.20.При необходимости уменьшения потерь давления в радиационных системах отопления - охлаждения следует применять схему с дополнительными стояками, изображенную на рис.8.
5. Регулирование геотермальных систем теплоснабжения
5.1.Регулирование отопительной нагрузки геотермальных систем теплоснабжения с независимым присоединением отопления, имеющих четырехтрубную распределительную сеть, следует производить на ЦТПГ путем изменения расхода геотермального теплоносителя через отопительный теплообменник (количественное регулирование).
5.2. Регулирование отопительной нагрузки двухтрубных открытых геотермальных систем теплоснабжения с зависимым присоединением отопления, а также закрытых систем с двухтрубной распределительной сетью следует, как правило, производить на индивидуальных тепловых пунктах путем подмешивания обратной воды (качественное регулирование).
5.3. При бифилярных системах отопления, присоединенных к тепловым сетям по зависимой схеме, может предусматриваться количественное регулирование отопительной нагрузки.
5.4. При построении графиков количественного регулирования по п.5.3. следует пользоваться расчетными зависимостями вида:
(28)
где
|
|
коэффициент отпуска теплоты на отопление;
|
и -
|
текущий и расчетный расходы теплоносителя.
|
Показатель степени должен вычисляться по формуле
(29)
текущая температура обратной воды равна:
(30)
где
|
|
расчетные температуры горячей и обратной воды в тепловой сети, °С (пример расчета см. в прил.5).
|
Построение графиков качественного регулирования специфики не имеет.
Приложение 1
Обязательное
Термины и определения
1. Месторождение геотермальных вод - часть водоносной системы, в пределах которой имеются благоприятные условия для отбора геотермальных вод в количестве, достаточном для их теплоэнергетического использования.
2. Термоводозабор - одна или несколько объединенных между собой трубопроводами скважин, пробуренных на месторождении геотермальных вод, специально обустроенных и предназначенных для подачи геотермального теплоносителя на нужды теплоснабжения зданий и сооружений.
3. Открытая система геотермального теплоснабжения - система, в которой геотермальная вода непосредственно подается на водоразбор горячего водоснабжения.
4. Закрытая система геотермального теплоснабжения - система, в которой на водоразбор горячего водоснабжения подается негеотермальная вода, нагретая за счет геотермальной теплоты.
5. Геотермальная система теплоснабжения с зависимым присоединением систем отопления - система, в которой геотермальная вода подается непосредственно в отопительные приборы отопительных установок.
6. Геотермальная система теплоснабжения с независимым присоединением систем отопления - система, в которой в отопительные приборы подается негеотермальный теплоноситель, нагретый в теплообменнике за счет геотермальной теплоты.
7. Транзитные геотермальные тепловые сети - трубопроводы от термоводозаборов до устройств перехода на другой температурный график, а при едином температурном графике - до первого ответвления к потребителям.
8. Магистральные геотермальные тепловые сети - трубопроводы от границы транзитных сетей, а при их отсутствии или протяженности менее 1 км - от термоводозаборов до ответвлений к жилым микрорайонам (кварталам), промышленным или сельскохозяйственным предприятиям.
9. Распределительные геотермальные тепловые сети - трубопроводы от границ магистральных сетей до узлов присоединения зданий.
10. Сборные сбросные трубопроводы (сети) - трубопроводы от узлов присоединения зданий до мест врезки в магистральные сбросные сети.
11. Магистральные сбросные сети - трубопроводы от узлов границы сбросных трубопроводов до места сброса или обратной закачки, а при расстоянии до этих мест более 1 км - до места врезки последнего сборного трубопровода.
12. Транзитные сбросные сети - трубопроводы от границы магистральных сбросных трубопроводов (сетей) до мест сброса или обратной закачки.
13. Сбросный пункт (СП) - пункт водоподготовки сбросной геотермальной воды для обеспечения сброса без ущерба для окружающей среды с соответствующим набором оборудования.
14. Насосная станция обратной закачки (НСОЗ) - насосная станция для закачки отработанной геотермальной воды в водоносный пласт.
Приложение 2
Справочное
Классификация и распространение
геотермальных теплоносителей
В зависимости от температуры на устье скважины, химического и газового состава геотермальные воды условно классифицируются:
по температуре , °С:
|
|
слаботермальные . . . . . . . . . . . . . . .
|
40
|
термальные . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
40 < 60
|
высокотермальные . . . . . . . . . . . . . .
|
60 < 100
|
перегретые . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
>100
|
по минерализации, °С, г/л:
|
сухой остаток
|
ультрапресные . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
С 0,1
|
пресные
|
0,1<C 1
|
слабосолоноватые . . . . . . . . . . . . . . .
|
1<C 3
|
сильносолоноватые . . . . . . . . . . . . .
|
3<C 10
|
соленые. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
10<C 35
|
рассольные. . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
С>35
|
по общей жесткости, мг-экв/л:
|
|
очень мягкие . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
1,2
|
мягкие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
1,2< 2,8
|
средние . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
2,8< 5,7
|
жесткие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
5,7< 11,7
|
очень жесткие. . . . . . . . . . . . . . . .
|
>11,7
|
по кислотности, рН:
|
|
сильнокислые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
pH 3,5
|
кислые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
3,5<pH 5,5
|
слабокислые . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
5,5<pH 6,8
|
нейтральные . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
6,8<pH 7,2
|
слабощелочные . . . . . . . . . . . . . . .
|
7,2<pH 8,5
|
щелочные . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
рН>8,5
|
по газовому составу:
|
|
сероводородные
|
|
сероводородно-углекислые
|
|
углекислые
|
|
азотно-углекислые
|
|
метановые
|
|
азотно-метановые
|
|
азотные
|
|
по газонасыщенности, Г, мг/л
|
|
слабая . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
Г 100
|
средняя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
100 < Г 1000
|
высокая . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
|
Г > 1000
|
Продолжение прил.2
Распространение геотермальных вод на территории СССР
(данные по некоторым месторождениям)
Регион
|
Месторождение геотермальной воды
|
Температура на устье скважины, °С
|
Минера- лизация, г/л
|
Примеча- ние
|
Краснодарский край
|
Майкопское
|
74-80
|
До 10
|
|
|
Вознесенское
|
98-107
|
1,5-3
|
|
|
Южно-Вознесенское
|
81-97
|
1,4
|
|
|
Мостовское
|
70-78
|
1-2
|
|
|
Лабинское
|
29
|
13,0
|
|
|
Ново-Ярославское
|
88
|
2,3
|
Фенолы - 1,28 мг/л
|
|
Абадзехское
|
64
|
5,4
|
Фенолы - 0,77 мг/л
|
|
Ульяновское
|
75
|
1,9
|
Фенолы - 0,057 мг/л
|
|
Советское
|
86
|
28
|
|
|
Южно-Советское
|
87
|
4-30
|
|
|
Бесскорбненское
|
87
|
1,5
|
|
|
Победа
|
63
|
36
|
|
|
Самурское
|
60-70
|
37-50
|
|
|
Ставропольское
|
78
|
9/11
|
|
|
Кучугурское
|
86-100
|
6,5-8
|
|
|
Кукуловское
|
70-36
|
10-13
|
|
|
Некрасовское
|
73
|
21
|
|
Крымский полуостров
|
Новоселовское
|
60
|
5-10
|
|
Чечено-Ингушская АССР
|
Ханкальское
|
90
|
1,5
|
|
|
Гойтинское
|
85
|
2,5
|
|
Дагестанская АССР
|
Махачкалинское
|
60
|
2-10
|
|
Грузинская ССР
|
Зугдидское
|
90
|
1
|
|
Узбекская ССР
|
Ташкентское
|
60
|
1
|
|
Таджикская ССР
|
Душанбинское
|
60
|
5
|
|
|
Джиладинское
|
70
|
1
|
|
|
Иссык-Атинское
|
41-55
|
0,3
|
|
Казахская ССР
|
Панфиловское
|
95
|
1-2
|
|
Ханты-Мансийский национальный округ
|
Тобольское
|
70
|
17
|
|
Омская область
|
Омское
|
70
|
25
|
|
Томская область
|
Колпашевское
|
60-70
|
1-3
|
|
Бурятская АССР
|
Ирканинское
|
50
|
0,5
|
|
|
Могойское
|
80
|
0,5
|
|
|
Сейюйское
|
55-60
|
0,5
|
|
|
Горячинское
|
55
|
0,6
|
|
|
Аллинское
|
75
|
0,5
|
|
|
Селенгинское
|
60-70
|
1-2
|
|
|
Питателевское
|
60-70
|
1-2
|
|
Полуостров Чукотка
|
Чаплинское
|
80-85
|
18
|
|
Магаданская область
|
Таватумское
|
60
|
15
|
|
|
Тальское
|
90
|
0,5
|
|
Полуостров Камчатка
|
Таланское
|
95
|
1
|
|
|
Киреунское
|
100
|
1-3
|
|
|
Семлячинское
|
150-200
|
2-3
|
|
|
Малкинское
|
80-85
|
1
|
|
|
Малычевское
|
75-80
|
4-5
|
|
|
Больше-Банное
|
130-270
|
2-3
|
|
|
Паратунское
|
85
|
1-2
|
|
|
Жировское
|
150
|
2-5
|
|
|
Паужетское
|
150-200
|
3-5
|
|
Остров Сахалин
|
Северо-Сахалинское
|
50-70
|
10-15
|
|
|
Паропайское
|
50-70
|
10
|
|
|
Сусунайское
|
50-70
|
10
|
|
Остров Кунашир
|
Горячий пляж
|
150-200
|
2-5
|
|
Приложение 3
Рекомендуемое
Принципиальные схемы систем
геотермального теплоснабжения
А. Принципиальные схемы простейших систем геотермального теплоснабжения
1. Открытые системы геотермального теплоснабжения
1.1. Открытые системы теплоснабжения, обеспечивающие только горячее водоснабжение.
Схема 1а (рис.1). В соответствии со схемой геотермальная вода по однотрубной тепловой сети подается непосредственно на водоразбор. Суточная неравномерность потребления горячей воды компенсируется с помощью бака-аккумулятора.
Недостатком схемы 1а является отсутствие циркуляции теплоносителя в распределительной сети ГВ, в результате чего неизбежно остывание теплоносителя в период отсутствия водоразбора горячей воды (например, ночью). По причине этого недостатка схема может быть рекомендована к применению только при малых расстояниях между термоводозабором и потребителем геотермальной теплоты.
Схема 1б (рис.2). Схема отличается от схемы 1а наличием двухтрубной распределительной сети, в которой циркулирует геотермальная вода. Подпитка по мере водопотребления осуществляется из однотрубной транзитной тепловой сети. Суточная неравномерность водопотребления уравнивается баком-аккумулятором. Схема может быть рекомендована при сравнительно большом удалении термоводозабора от потребителя геотермальной теплоты.
Рис.1. Открытая однотрубная геотермальная система горячего водоснабжения
1 -геотермальная скважина; 2 -бак-аккумулятор; 3 -сетевой насос;
4 -водоразборный кран ГВ.
Рис.2. Открытая однотрубная геотермальная система горячего водоснабжения
с двухтрубной распределительной сетью
1 - геотермальные скважины термоводозабора; 2 - сборный бак-аккумулятор геотермальной воды; 3 - сетевой насос; 4 - бак-аккумулятор распределительной сети; 5 - двухтрубная распределительная сеть; 6, 7, 8 - сетевой циркуляционный и подпиточный насосы распределительной сети; 9 - водоразборный кран; 10 - регулятор слива; 11 - регулятор подпитки
Рис.3. Открытая двухтрубная геотермальная система теплоснабжения
1 -геотермальная скважина; 2 -бак-аккумулятор; 3 -сетевой насос;
4 -отопительные приборы; 5 -водоразборный кран.
1.2. Открытые геотермальные системы теплоснабжения с зависимым присоединением отопления. В зависимости от расположения места сброса схема имеет две модификации.
Схема 2а (рис.3). Геотермальная вода параллельно подается на отопление и горячее водоснабжение. После отопительных систем вода сбрасывается вблизи термоводозабора. Транзитная тепловая сеть имеет двухтрубную прокладку.
Схема 2б аналогична работе схемы 2а, но сброс отработанного геотермального теплоносителя производится вблизи потребителя. Транзитные подающая и сбросная тепловые сети имеют однотрубную прокладку.
Рис.4. Однотрубная закрытая геотермальная система горячего водоснабжения
с источником питьевой воды, расположенным на термоводозаборе
1 - геотермальные скважины термоводозабора; 2 - сборный бак-аккумулятор геотермальной воды; 3 - сетевой насос геотермальной воды; 4 - сетевой насос питьевой воды; 5 - сетевой теплообменник; 6 - однотрубная транзитная теплотрасса; 7 - водоразборный кран
Приведенные схемы не могут быть применены при несоответствии геотермальной воды нормативным требованиям на воду питьевую и при ее температуре
где
|
-
|
температура термальной воды на устье скважин, °С;
|
-
|
снижение температуры воды за счет охлаждения при транспортировании, °С;
|
|
-
|
нормируемая температура воды в системах горячего водоснабжения, °С.
|
2. Закрытые системы геотермального теплоснабжения
2.1. Закрытые геотермальные системы, обеспечивающие только горячее водоснабжение.
В зависимости от расположения места сброса и источника питьевой воды могут быть использованы три вида схемного решения:
Схема 3а (рис.4). Геотермальная вода подается на теплообменник ЦТПГ, расположенный вблизи термоводозабора, после чего сбрасывается или закачивается в пласт через скважину обратной закачки. Вода из источника питьевой воды (например, холодной артезианской скважины) нагревается в теплообменнике, транспортируется до потребителя и там разбирается на горячее водоснабжение. Суточная неравномерность водопотребления уравнивается с помощью бака-аккумулятора. Распределительная сеть выполняется однотрубной. Недостатком здесь также, как и у схемы 2а, является отсутствие циркуляции теплоносителя в период отсутствия водоразбора.
При сравнительно большом удалении термоводозабора от потребителя целесообразна схема 3б. Она отличается от схемы 3а наличием двухтрубной распределительной сети с баком-аккумулятором, которая полностью аналогична такой же распределительной сети, примененной в схеме 1б (см. рис.2). Преимуществом системы 3б по сравнению с 3а является возможность осуществления циркуляции в распределительной сети в период отсутствия водоразбора.
Рис. 5. Однотрубная закрытая геотермальная
система горячего водоснабжения
1 -геотермальные скважины термоводозабора; 2 -сборный бак-аккумулятор геотермальной воды; 3 -однотрубная транзитная теплотрасса; 4 -сетевой теплообменник; 5 -сетевые насосы; 6 -водоразборный кран; 7 -двухтрубная распределительная теплосеть;
8 -сбросная теплосеть; 9 -расширительный бак
Схема 3в (рис.5). Применение этой схемы целесообразно при расположении места сброса отработанной геотермальной воды вблизи потребителя геотермальной теплоты. В соответствии со схемой геотермальный теплоноситель по однотрубной транзитной тепловой сети подается в теплообменник ЦТПГ (который расположен вблизи потребителя), после чего сбрасывается. Негеотермальный теплоноситель питьевого качества, циркулируя по двухтрубной распределительной сети, нагревается в теплообменнике ЦТПГ и подается на водоразбор. Подпитка осуществляется из водопровода. Ввиду сравнительно большой протяженности тепловой сети, по которой транспортируется геотермальная вода, схема 3в может быть рекомендована при отсутствии опасности интенсивной коррозии и солеотложения.
При эксплуатации термоводозабора методом обратной закачки или расположении места сброса вблизи продуктивной скважины целесообразна схема 3г. Эта схема в основном аналогична схеме 3в. Различие их заключается в том, что ЦТПГ в схеме 3г расположен вблизи термоводозабора, а распределительная сеть (так же, как и в 3в - двухтрубная) имеет транзитный участок, связывающий термоводозабор с потребителем. Преимуществом данной схемы является малая протяженность трубопроводов геотермальной воды, что делает систему менее уязвимой в части коррозии и солеотложения.
2.2. Закрытые геотермальные системы теплоснабжения, обеспечивающие отопление и горячее водоснабжение.
Расположение места сброса вблизи потребителя, а также отсутствие повышенной коррозионной активности и солеотложения делает возможным создание системы с однотрубной транзитной тепловой сетью для транспортирования геотермальной воды до ЦТПГ, расположенного рядом с потребителем. После ЦТПГ геотермальная вода сбрасывается. Распределительная сеть после ЦТПГ, в зависимости от качества и температуры геотермального теплоносителя, может быть четырехтрубной с зависимым присоединением отопления [схема 4а (рис.6)] четырехтрубной с независимым присоединением отопления [схема 4б (рис.7)] либо с двухтрубной распределительной сетью и независимым присоединением отопления (схема 4в).
Рис.6. Закрытая однотрубная геотермальная система теплоснабжения
с зависимым присоединением отопления (распределительная сеть четырехтрубная)
1 -геотермальные скважины; 2 -сборный бак-аккумулятор геотермальной воды; 3 -сетевой насос; 4 -однотрубная транзитная теплотрасса; 5 -теплообменник горячего водоснабжения; 6 -регулятор подпитки; 7 -отопительный прибор; 8 -водоразборный кран; 9 -расширительный бак
Рис.7. Закрытая геотермальная система теплоснабжения
с независимым присоединением отопления
1 -геотермальные скважины; 2 -сборный бак-аккумулятор; 3 -сетевой насос геотермальной воды; 4 -транзитная однотрубная теплосеть; 5 -транзитная сбросная теплосеть; 6 -водоподогреватель горячего водоснабжения; 7 -отопительный теплообменник; 8 -сетевой насос распределительной сети отопления; 9 -сетевой насос горячего водоснабжения;