ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ ТЕПЛОХЛАДОСНАБЖЕНИЕ
ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

ВСН 56-87

ГОСКОМАРХИТЕКТУРЫ

 

 

 

ГОССТРОЙ РОССИИ

МОСКВА 2000

 

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Нормы распространяются на проектирование вновь строящихся и реконструируемых систем теплохладоснабжения с использованием теплоты геотермальных вод.

Нормы не распространяются на использование геотермальных вод для выработки электрической энергии, в бальнеологии, извлечения из них полезных химических веществ.

1.2. Геотермальные воды, отнесенные в установленном порядке к категории лечебных, должны использоваться прежде всего для лечебных и курортных целей. На нужды теплоснабжения они могут быть использованы только при разрешении органов по регулированию использования и охране водных ресурсов, а также при согласовании с органами здравоохранения и управления курортами.

1.3. С учетом требований п. 1.2 теплота геотермальных вод должна применяться для отопления, горячего водоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха жилых, общественных и производственных зданий и сооружений.

1.4. Разработка проектов геотермальных систем теплоснабжения должна производиться, как правило, на основе расчетной потребности в теплоте и балансовых запасов геотермальных вод, утвержденных в соответствии с «Классификацией эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод» и «Инструкцией по применению классификации эксплуатационных запасов подземных вод к месторождениям теплоэнергетических вод» Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых при Совете Министров СССР.

1.5. Проектирование и строительство геотермальных систем теплоснабжения допускается без утверждения запасов геотермальных вод, если капитальные вложения при этом не превышают 500 тыс. руб.

1.6. В регионах распространения геотермальных вод, указанных в справочном прил. 2, при проектировании вновь строящихся зданий и сооружений должен рассматриваться вопрос об их теплоснабжении за счет геотермального источника теплоты.

1.7. Разработка проектной документации систем геотермального теплоснабжения должна осуществляться в две стадии: проект и рабочая документация.

1.8. В случаях когда осуществление геотермальной системы теплоснабжения включает создание нового термоводозабора, а также при использовании термоводозабора, который ранее не использовался в качестве источника теплоты, проектированию должно предшествовать технико-экономическое обоснование.

1.9. Новые геотермальные скважины, как правило, следует располагать в непосредственной близости от потенциальных потребителей геотермальной теплоты.

2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ ВОД

2.1. Технические решения геотермальных систем теплоснабжения должны обеспечивать возможно большую глубину срабатывания теплового потенциала геотермального теплоносителя и равномерность использования утвержденного максимального дебита термоводозабора в течение года.

2.2. За расчетный расход геотермального теплоносителя следует принимать суммарный дебит скважин термоводозабора, соответствующий утвержденному режиму его эксплуатации.

2.3. За расчетную температуру геотермального теплоносителя, изливаемого одной скважиной, должна приниматься его температура при дебите, определенном в соответствии с п. 2.2.

2.4. За расчетную температуру геотермального теплоносителя,  получаемого на термоводозаборе, имеющем две и более скважин, должна приниматься средневзвешенная температура термоводозабора, которую следует вычислять по формуле

                                               (1)

где к - количество геотермальных скважин термоводозабора, шт.; t_т1, t_т2, ... t_тк - температуры на устьях скважин, °С; G_т1, G_т2, ..., G_тк - дебиты геотермальных скважин, кг/с.

2.5. При разработке геотермальных систем теплоснабжения необходимо обеспечивать максимальное значение коэффициента их эффективности h_геот при одновременном минимальном удельном расходе геотермальной воды на единицу расчетной тепловой нагрузки.

2.6. Коэффициент эффективности геотермальной системы теплоснабжения h_геот должен определяться по формуле

h_геот = iZz (1 - d_п),                                                     (2)

где  - степень относительного срабатывания температурного перепада, Z - степень относительного использования максимума нагрузки, определяется по табл. 1; z - степень относительного увеличения расчетного дебита термоводозабора, принимается по графикам рис. 1; d_п - доля пикового догрева в годовом тепловом балансе системы геотермального теплоснабжения (рис. 2);  и  - расчетная температура геотермального теплоносителя с учетом пикового догрева и его сбросная температура;  - расчетная температура геотермального теплоносителя, определенная в соответствии с пп. 2.3 или 2.4.

Обозначения в формулах табл. 1:

T_сез. - продолжительность отопительного сезона, ч; j_ср.от., j_{ср.вент.} - средние за сезон коэффициенты отпуска теплоты для систем отопления и вентиляции, определяемые по формуле

j_ср. = t_в - t_н.ср. / t_в - ,                                              (3)

где t_в - температура воздуха в обслуживаемых помещениях, °С,  - расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления или вентиляции, °С; t_н.ср. - средняя за период работы систем отопления или вентиляции температура наружного воздуха, °С;  - среднегодовой коэффициент использования скважин термоводозабора, представляющий отношение фактического годового отбора геотермальной воды к максимальному отбору, вычисляемому как произведение 8500 × , где  - расчетный расход геотермального теплоносителя (см п. 2.2); Т_п - продолжительность работы пикового догрева, ч.

Таблица 1

Рис. 1. Графики для определения степени относительного увеличения расчетного дебита термоводозабора

Рис. 2. Графики для определения доли пикового догрева при отоплении

Величину Т_п, (сут), следует определять по климатологическим данным. В ориентировочных расчетах допускается использовать формулу

                                                (4)

где А и В - эмпирические коэффициенты, определяемые соответственно по графикам на рис 3 и 4, , и  - относительные коэффициенты отпуска теплоты, средние за период работы с момента отключения пикового источника теплоты до окончания отопительного сезона и подогрева приточного воздуха, определяемые выражением

                                                   (5)

j_п, j_к - коэффициенты отпуска теплоты, соответствующие моментам отключения пикового догрева и окончания отопительного сезона. Ориентировочные значения j_п допускается определять по формулам:

Рис. 3. Эмпирический коэффициент А для определения доли пикового догрева

Рис. 4. Эмпирический коэффициент В для определения доли пикового догрева

для вентиляции                             (6)

для отопления                       (7)

t_сп. - температура сбросной геотермальной воды, соответствующая j_п.

Примечания: 1. В системах геотермального теплоснабжения с независимым присоединением систем отопления и вентиляции при определении величины i в числителе вместо  следует подставлять разность ( - Dt_т.о), где Dt_т.о - разность температур греющего и нагреваемого теплоносителя на «горячем конце» противоточного промежуточного теплообменника, принимаемая, как правило, 5 - 10 °С.

2. Примеры определения величины h_геот для различных геотермальных систем теплоснабжения приведены в рекомендуемом прил. 4.

2.7. Для объектов геотермального теплоснабжения, имеющих нагрузку отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, общий коэффициент  следует определять по формуле

           (8)

Здесь a, b, g - доли расчетного дебита геотермальной воды, расходуемые соответственно на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, рассчитываемые по формулам.

                                                          (9)

                                                     (10)

                                                       (11)

где , ,  - расчетные нагрузки отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, Вт; с - удельная теплоемкость теплоносителя, Дж/(кг×°С), d; d; d - расчетные перепады температур теплоносителя в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, °С,  - удельный расход геотермальной воды, приходящейся на единицу расчетной тепловой нагрузки объекта, кг/Дж, который следует рассчитывать по формуле

                                         (12)

 - общая тепловая нагрузка объекта геотермального теплоснабжения, Вт; z_об. = f () - степень относительного увеличения расчетного дебита термоводозабора для объекта в целом, определяемая по графикам, изображенным на рис. 1 в зависимости от средневзвешенной величины коэффициента использования термоводозабора:

                                     (13)

a + b + g = 1.                                                           (14)

Примечание. Графики на рис. 1 следует применять во всем диапазоне теплотехнических и гидрогеологических факторов для двух гидродинамических схем - неограниченного и полуограниченного пластов с нулевым расходом на контуре.

2.8. Повышенные значения коэффициента эффективности h_геот. и сокращение удельного расхода геотермальной воды следует обеспечивать путем использования систем отопления с увеличенным расчетным перепадом температур теплоносителя, пикового догрева, тепловых насосов, комплексного использования геотермального теплоносителя с последовательным присоединением разнородных потребителей, предпочтительным использованием геотермальной теплоты на горячее водоснабжение, систем воздушного отопления, сезонных потребителей геотермальных вод. Указанные способы могут комбинироваться.

2.9. В южных районах страны геотермальную воду, используемую зимой на отопление, в летний период допускается использовать для выработки холода.

2.10. С уменьшением тепловой нагрузки отопления, как правило, следует предусматривать использование высвобождающейся геотермальной теплоты в плавательных бассейнах, банях, прачечных и т.п.

2.11. При использовании в бальнеологических целях геотермальных вод, имеющих температуру выше 50 °С, их охлаждение до необходимых в бальнеологии температур допускается производить в закрытых системах теплоснабжения зданий.

2.12. При технико-экономических расчетах в качестве базисного следует принимать вариант, обеспечивающий покрытие заданной тепловой нагрузки традиционной системой с учетом реальных условий и ближайших перспектив развития теплоснабжения данного населенного пункта.

2.13. Сравнение вариантов традиционной и геотермальной систем теплоснабжения, различающихся продолжительностью строительства (свыше 1 года) или распределением капитальных вложений по годам строительства, следует производить приведением капитальных вложений более поздних лет к базисному году.

2.14. Приведение капитальных вложений К_пр, осуществляемых в разные сроки, и текущих затрат, изменяющихся во времени, следует производить по формуле

К_пр. =К_Т [1/(1 + Е_н.п)^т],                                              (15)

где К_Т - затраты в Т году; Т - период времени приведения в годах, принимаемый равным разности между годом Т и базисным годом, к которому производится приведение затрат. При этом затраты базисного года строительства приведению не подлежат; Е_н.п = 0,1 - норматив для приведения разновременных затрат.

2.15. В геотермальных системах теплоснабжения с расчетным сроком службы 20 лет приведение затрат по вариантам согласно требованиям п. 2.14 настоящих Норм производится с учетом всего срока службы этих систем.

2.16. Сопоставимость базисного варианта с геотермальной системой теплоснабжения, обеспечивающей частичное покрытие расчетной тепловой нагрузки, производится введением экономических показателей традиционной системы, рассчитываемых с учетом разности тепловых нагрузок

DQ = Q_об. - Q_геот.,                                                    (16)

где Q_об. - общая расчетная тепловая нагрузка всех потребителей, МВт (см п 2.7); Q_геот. - расчетная нагрузка, обеспечиваемая геотермальной системой теплоснабжения, МВт.

Аналогично должно производиться сравнение вариантов геотермальных систем теплоснабжения с различными показателями тепловых нагрузок.

2.17. При наличии в сравниваемых вариантах систем элементов, имеющих равные показатели капитальных вложений и эксплуатационных расходов, расчет показателей приведенных затрат по этим вариантам допускается производить на «разность» (расчет «нетто»), т.е. с исключением из расчета указанных элементов.

2.18. Дополнительную экономию тепловой энергии при комплексном использовании термоводозабора (например, при наличии сезонных потребителей геотермальной воды) в технико-экономическом расчете следует учитывать соответствующим увеличением эксплуатационных затрат в базисном варианте.

2.19. При технико-экономическом сравнении геотермального и базисного вариантов системы теплоснабжения следует учитывать экономию водопроводной воды в случае использования геотермальной воды на соответствующие нужды.

2.20. Амортизационные отчисления на реновацию по тем элементам систем геотермального теплоснабжения, которые за пределами расчетного срока функционирования геотермальных скважин не могут быть использованы, следует определять с учетом этого срока.

2.21. В технико-экономических расчетах должна учитываться необходимость расширения или нового строительства сооружений для обработки отработанной геотермальной воды перед ее сбросом или обратной закачкой.

3. СХЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

3.1. Принципиальные схемы геотермальных систем теплоснабжения должны выбираться с учетом температуры и химического состава геотермального теплоносителя, характера возможного потребления геотермальной теплоты, условий сброса отработанной геотермальной воды, наличия источника питьевой воды, взаимного расположения термоводозабора, потребителя, места сброса и источника воды питьевого качества, а также расстояний между ними (см. обязательное прил. 1 и рекомендуемое прил. 3).

3.2. Оборудование геотермальных систем теплоснабжения должно выбираться с учетом данных по химическому и газовому составам геотермального теплоносителя, а также испытаний его на агрессивность и склонность к отложению солей (см. рекомендуемое прил. 3).

3.3. В качестве исходных данных по запасам, физическим и химическим свойствам геотермального теплоносителя следует принимать данные, полученные от организаций, эксплуатирующих термоводозабор или производивших разведку месторождения геотермальных вод.

3.4. На термоводозаборе, как правило, следует предусматривать сборную емкость геотермальной воды, установку которой, а также прокладку сборных тепловых сетей следует производить с учетом рельефа местности и допустимой величины противодавления.

3.5. Избыточное давление скважин, как правило, следует использовать только для подачи геотермального теплоносителя в сборную емкость. Подача его потребителю должна производиться насосами.

При отсутствии гидрогеологических противопоказаний допускается использовать избыточное давление скважин для осуществления циркуляции геотермального теплоносителя в тепловой сети.

3.6. Объем сборной емкости следует, как правило, принимать в размере не менее 1 часового дебита термоводозабора.

3.7. При эксплуатации, термоводозабора в режиме обратной закачки принципиальная схема системы геотермального теплоснабжения должна обеспечивать возврат, как правило, всего объема добытой геотермальной воды на насосную станцию обратной закачки после использования ее теплового потенциала.

3.8. Температура и качество геотермальной воды, поступающей на насосную станцию обратной закачки после использования, должны быть согласованы с организацией, эксплуатирующей термоводозабор.

3.9. Сброс отработанных геотермальных вод в открытые водоемы после использования их теплового потенциала должен производиться в соответствии с требованиями «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».

3.10. При проектировании сбросных трубопроводов следует обеспечивать предотвращение замерзания сбросной геотермальной воды при транспортировании.

3.11. При проектировании систем геотермального теплоснабжения необходимо учитывать охлаждение теплоносителя при транспортировании до потребителя.

3.12. При соответствии слаботермального и термального (см. справочное прил. 2), геотермального теплоносителя требованиям действующих норм на воду питьевую допускается создание однотрубных открытых систем горячего водоснабжения зданий и обеспечением отопления их от другого источника теплоты (см. рекомендуемое прил. 3).

3.13. Геотермальные системы теплоснабжения на базе месторождений высокотермальных и перегретых вод (см. справочное прил. 2) питьевого качества должны, как правило, представлять собой однотрубную открытую систему теплоснабжения с зависимым присоединением отопления (см. рекомендуемое прил. 3).

3.14. При использовании природных теплоносителей непитьевого качества следует, как правило, применять закрытые геотермальные системы теплоснабжения с зависимым или независимым присоединением систем отопления. При этом для размещения теплообменного оборудования системы теплоснабжения должны включать центральные геотермальные тепловые пункты (ЦТПГ).

3.15. Проектирование ЦТПГ должно производиться в соответствии с требованиями СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети. Нормы проектирования».

3.16. ЦТПГ следует размещать таким образом, чтобы до минимума сократить протяженность трубопроводов, по которым циркулирует геотермальный теплоноситель.

3.17. При сбросе отработанной геотермальной воды близ термоводозабора или эксплуатации последнего методом обратной закачки ЦТПГ следует размещать в непосредственной близости от термоводозабора При этом распределительная тепловая сеть негеотермального теплоносителя должна быть, как правило, двухтрубной. При обосновании допускается применение четырехтрубных распределительных сетей.

3.18. При отсутствии обратной закачки и размещении места сброса отработанной геотермальной воды вблизи потребителя допускается размещать ЦТПГ в непосредственной близости от последнего. При этом транзитная (магистральная) тепловая сеть геотермального теплоносителя, как правило, должна быть однотрубной, а распределительная тепловая сеть - четырехтрубной.

3.19. Термоводозаборы открытых геотермальных систем теплоснабжения должны иметь обустройство и зону санитарной охраны в соответствии с требованиями СНиПа по проектированию наружных сетей и сооружений водоснабжения.

3.20. Не допускается проектирование открытых геотермальных систем теплоснабжения в том случае, когда геотермальная вода способна оставлять осадок, портящий эстетический вид поверхности ванн, раковин и другого санитарно-технического оборудования.

3.21. Технические решения открытых геотермальных систем теплоснабжения необходимо согласовывать с органами санитарного надзора. Этими же органами при необходимости должны определяться меры по улучшению качества геотермального теплоносителя, подаваемого на водоразбор, а также методы и периодичность контроля их качества.

3.22. В геотермальных системах горячего водоснабжения допускается пониженная температура теплоносителя в точках водоразбора (но не ниже 45 °С) при условии соответствия показателей этого теплоносителя нормам питьевой воды.

3.23. При наличии (или проектировании) геотермальных систем теплоснабжения тепличных комбинатов, расположенных вблизи населенных мест, следует, как правило, использовать комплексную схему, обеспечивающую полностью или частично тепловые нагрузки коммунальных и промышленных потребителей (см. рекомендуемое прил. 3).

3.24. При повышенной коррозионной активности и склонности к солеотложениям геотермального теплоносителя следует применять коррозионно-стойкое оборудование, а также реагентные и другие методы обработки геотермальной воды.

3.25. Применение коррозионно-стойких материалов, а также химических реагентов для антикоррозионной и антинакипной обработки геотермальной воды открытых систем теплоснабжения должно быть согласовано с органами санитарного надзора.

3.26. Выбор оборудования геотермальных систем теплоснабжения следует, как правило, производить в соответствии с рекомендациями, изложенными в справочном прил. 3.

3.27. Конструкции элементов геотермальных систем теплоснабжения, как правило, должны исключать контакт геотермальной воды с атмосферным воздухом. Такой контакт допускается при обосновании с учетом возможного повышения при этом коррозионной агрессивности геотермальной воды.

3.28. Опорожнение геотермальных систем теплоснабжения или их элементов должно производиться на минимально необходимое для производства ремонтных работ время.

3.29. На обратных трубопроводах геотермальной воды систем теплоснабжения следует предусматривать устройства, обеспечивающие поддержание статического давления во всех точках системы, исключающих ее непредусмотренное опорожнение.

3.30. Качество геотермального теплоносителя, поступающего на догрев в водогрейные котлы, должно соответствовать действующим нормам проектирования котельных установок.

3.31. Догрев геотермального теплоносителя, не соответствующего действующим нормам проектирования котельных установок, должен производиться в теплообменных аппаратах.

3.32. Допускается использовать теплонасосные установки, утилизирующие теплоту сбросной геотермальной воды, в качестве пиковых источников теплоты.

3.33. Срок службы систем геотермального теплоснабжения должен устанавливаться равным не менее 20 лет. При экономическом обосновании допускается предусматривать замену отдельных узлов и элементов геотермальных систем теплоснабжения по истечении срока службы менее 20 лет.

4. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ

4.1. Технические решения геотермальных систем отопления должны обеспечивать возможно более глубокое срабатывание теплового потенциала геотермального теплоносителя, что достигается созданием повышенного расчетного перепада его температур, характеризующегося высоким (близким к 1) значением расчетного коэффициента степени срабатывания теплового потенциала теплоносителя t¢, который следует вычислять по формуле

                                           (17)

где , ,  - расчетные температуры горячей, обратной воды отопительного прибора и внутреннего воздуха, °С.

4.2. При использовании радиаторов или конвекторов требования п. 4.1 следует выполнять путем максимально возможного по технико-экономическим, эстетическим и конструктивным соображениям увеличения поверхности этих приборов.

4.3. В геотермальных системах отопления следует, как правило, применять отопительные приборы повышенных теплоплотностей: «Универсал С», «Универсал О», радиаторы МС 140-108 и другие, имеющие такую же или большую теплоплотность. Применение приборов с меньшей теплоплотностью допускается при обосновании.

4.4. Подбор отопительных приборов, устанавливаемых в помещениях, следует выполнять по формуле

                                                  (18)

где Q - расчетная тепловая мощность отопительного прибора, Вт; Q_н - требуемый номинальный тепловой поток отопительных приборов, устанавливаемых в данном помещении, Вт;

                                                    (19)

относительный безразмерный среднестепенной температурный напор отопительного прибора;

                                              (20)

расчетный среднестепенной температурный напор отопительного прибора, °С;

q₁ =  - расчетный температурный напор, на входе в отопительный прибор, °С;

q₂ =  - расчетный температурный напор на выходе из отопительного прибора, °С;

п = т - 1 - показатель степени, характерный для каждого типа отопительных приборов;

т - паспортный показатель степени для расчета данного типа отопительных приборов, определенный опытным путем (выбирается по справочным данным);

                                                            (21)

относительный безразмерный расход теплоносителя через отопительный прибор;

G_п - расход теплоносителя через отопительный прибор, кг/с;

Р - паспортный показатель степени для данного типа отопительных приборов, определенный опытным путем при G_п ³ 0,025 кг/с.

4.5. При t¢ допускается пользоваться расчетной формулой для традиционных систем отопления вида

                                                   (22)

где                                               (23)

- относительный среднеарифметический температурный напор.

При этом когда G_п < 0,025 кг/с, номинальный тепловой поток выбранного типоразмера отопительного прибора  следует уточнить с помощью вычисления по формуле

                                                    (24)

где Q_н1 - паспортный номинальный тепловой поток данного типоразмера отопительного прибора при G_п ³ 0,025 кг/с, Р₁, P₂ - паспортные показатели степени при G ³ 0,025 и G_п < 0,025 кг/с. (Пример см. в обязательном прил. 5).

4.6. В геотермальных системах отопления, имеющих зависимое присоединение к тепловой сети, на расчетный размер устанавливаемых отопительных приборов допускается вводить коэффициенты, равные: для радиаторов - 1,02 ¸ 1,03, для конвекторов - 1,05 ¸ 1,1, учитывающие возможное ухудшение теплопередачи из-за солеотложения. При отсутствии данных для обоснованного выбора величины этих коэффициентов следует принимать их максимальные значения.

4.7. При гидравлическом расчете трубопроводов систем отопления, имеющих зависимое присоединение к геотермальной тепловой сети, значение коэффициента эквивалентной шероховатости следует принимать равным 0,5 мм.

На расчетные потери давления в таких системах допускается вводить коэффициент 1,1 - 1,5, учитывающий возможное зарастание трубопроводов. При отсутствии данных для обоснованного выбора величины этого коэффициента следует принимать его максимальную величину (1,5), а на вводе системы предусматривать установку арматуры для гашения избыточного давления.

4.8. При проектировании систем отопления, присоединяемых к геотермальным тепловым сетям по зависимой схеме, следует предусматривать:

возможность раздельной продувки каждого участка (стояка, ветви);

минимальное количество резьбовых соединений.

4.9. В зависимых геотермальных системах отопления при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применение труб и отопительных приборов из цветных металлов, коррозионно-стойких сплавов с антикоррозионными покрытиями, а также неметаллических труб и отопительных приборов.

4.10. Геотермальные системы отопления, как правило, следует проектировать однотрубными по бифилярной схеме или двухтрубными.

4.11. При температурах геотермального теплоносителя ниже 60 °С следует, 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.

4.14. Выбор минимальных температур хладоносителя для радиационных систем охлаждения производится по графику рис. 5.

Рис. 5. Зависимость температуры хладоносителя от относительной влажности внутреннего воздуха j_вн

d_у - условный диаметр труб, мм; d - толщина слоя тяжелого бетона, по нейтральной оси которого замоноличены трубы, мм.

4.15. Допустимая по гигиеническим требованиям средняя температура охлаждающей поверхности потолка t_пов. должна определяться по формуле

t_пов. ³ 23 - 5/j_обл.,                                                       (25)

где j_обл. - коэффициент облученности панели со стороны человека.

4.16. Значение коэффициента облученности панели со стороны человека j_обл. следует определять по формуле

j_обл. = 1 - 0,8(Dh/l_ср.),                                                   (26)

где Dh = (h_пом. - 1,7), м; h_пом. - высота помещения от пола до потолка, м; l_ср. - 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.

Рис. 6. Температура охлажденной поверхности

S - шаг замоноличенных труб, мм; t_в, t_х - температуры внутреннего воздуха и хладоносителя соответственно; t_пов. - температура поверхности.

Рис. 7. Зависимость температуры теплоносителя от температуры хладоносителя и соотношения холодо- и теплонагрузок для радиационных систем отопления

4.19. Относительное увеличение расчетных потерь давления y_л 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.

Рис. 8. Система отопления - охлаждения с дополнительными стояками

1 - задвижка на перемычке, открытая зимой и закрытая летом; 2 - дополнительные стояки для режима охлаждения.

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 j - коэффициент отпуска теплоты на отопление;

G и  - текущий и расчетный расходы теплоносителя.

Показатель степени c 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 < С £ 1

слабосолоноватые...................................... 1 < С £ 3

сильносолоноватые.................................... 3 < С £ 10

соленые....................................................... 10 < С £ 35

рассольные.................................................. С > 35

по общей жесткости, Ж_о, мг-экв/л:

очень мягкие............................................... Ж_о £ 1,2

мягкие.......................................................... 1,2< Ж_о £ 2,8

средние........................................................ 2,8 < Ж_о £ 5,7

жесткие....................................................... 5,7< Ж_о £ 11,7

очень жесткие............................................. Ж_о > 11,7

по кислотности, рН:

сильнокислые............................................. рН £ 3,5

кислые......................................................... 3,5 < рН £ 5,5

слабокислые................................................ 5,5 < рН £ 6,8

нейтральные............................................... 6,8 < рН £ 7,2

слабощелочные........................................... 7,2 < рН £ 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

Распространение геотермальных вод на территории СССР

(данные по некоторым месторождениям)

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.

Рис. 1. Открытая однотрубная геотермальная система горячего водоснабжения

1 - геотермальная скважина; 2 - бак-аккумулятор; 3 - сетевой насос; 4 - водоразборный кран ГВ.

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. 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.

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.

Рис. 3. Открытая двухтрубная геотермальная система теплоснабжения

1 - геотермальная скважина; 2 - бак аккумулятор; 3 - сетевой насос; 4 - отопительные приборы; 5 - водоразборный кран.

Схема 2б аналогична работе схемы 2а, но сброс отработанного геотермального теплоносителя производится вблизи потребителя. Транзитные подающая и сбросная тепловые сети имеют однотрубную прокладку.

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;