1
Universitatea Tehnică de
Construcţii Bucureşti
STUDIUL COMPORTĂRII UNEI SURSE DE
ALIMENTARE CU ENERGIE TERMICĂ LA
SOLICITĂRILE VARIABILE ALE CONSUMATORILOR
URBANI
Universitatea POLITEHNICA
Bucureşti
Ana-Maria BIANCHI
Florin BALTĂREŢU
Sorin DIMITRIU
NACOT 2013
Mihai IONESCU
RADET Bucureşti

2
Introducere
“Pentru zonele urbane aglomerate, cu densitate mare de
locuire, toate studiile realizate la nivel naţional şi
internaţional au condus la concluzia că, din punct de
vedere al eficienţei energetice şi al protecţiei mediului,
sistemele centralizate de alimentare cu energie termică
(SACET) sunt avantajoase”
“Strategia naţională de alimentare cu energie termică a localităţilor”
(aprobată prin H.G. 882/2004)

3
SACET
SURSA DE E.T.
REŢEA DE
DISTRIBUŢIE
CONSUMATORI

4
Comportarea consumatorilor
In trecut
comportament pasiv, fără
acţionarea organelor de reglare
In prezent
comportament activ, cu
acţionarea organelor de reglare
în funcţie de confortul dorit şi
nivelul acceptat de cheltuieli.
Rezultat
Sarcină puternic variabilă a
reţelei
Debite CAF1 CAF2
504 672 840 1008 1176 1344 1512 1680 1848 2016 2184
ora
Q
Q

5
CTZ “Casa Presei”
Data construirii: 1951-1952
Amplasament: zona de nord a Mun. Bucureşti
Putere termică instalată: 80 Gcal/h (93 MW)
Agent termic: apă fierbinte 150 oC / 16 bar
Consumatori: 15500 apart, agenţi economici,
“Imprimeriile Coresi” (fosta Casa Scânteii)
Echipamente:
Etapa I de modernizare 1996:
4 CAF x 5 Gcal/h (5,8 MW)
1 CABS 2t/h, 8 bar
Etapa II de modernizare 2002-2004
2 CAF x 30 Gcal/h (35 MW)
1 CABS 8 t/h, 16 bar
Staţie de dedurizare
Gospodărie de combustibil lichid

6
Schema termomecanică
CTZ “Casa Presei” – Et. II

7
Modelul fizic
CTZ “Casa Presei” – Et. II
- debitul de agent necesar pe turul reţelei
- debitulde agent pe retur
- temperatura agentului pe turul reţelei
- temperatura agentului pe retur
 

 T
T V
V 

 

 R
R V
V 

 

 T
T t
t
 

 R
R t
t
Parametrii care determină funcţionarea centralei:

8
Modelul matematic
Bilanţ centrală
R
R t
V ,

AD
AD t
V ,

T
T t
V ,

T
AD
V
V

















]
kJ/h
[
3600
h]
/
[m3
Q
t
c
V
t
c
V
t
c
V
V
V
V
R
R
R
AD
T
T
AD
R
T







 
 
 
R
AD
T
T
R
R
AD
AD
T
T
t
t
t
V
t
V
t
V
t
V
Q










1
16
,
1
16
,
1





Q
T
R
T
AD
V
V
V
V
)
1
( 







[m3/h]
→
Coeficientul de pierderi
Ecuaţiile de bilanţ
Sarcina termică
CAF5 CAF 6
Funcţionare
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
CAF
CAF
CAF
CAF









5
,
0
Gcal/h
30
.
0
;
Gcal/h
30
6
5
6
5
agent tur
agent retur
apă adaus
[kW]
Qmax=30 Gcal/h Qmax=30 Gcal/h

9
Model matematic
Bilanţ CAF
a
aCAF t
V ,

TCAF
RC t
V ,

TCAF
aCAF t
V ,

TCAF
CAF t
V ,

CAF
CAF
Q
    AD
R
T
AD
AD
R
AD
T
a t
t
V
t
V
t
V
V
t 






 1




aCAF
CAF
a
TCAF
V
c
Q
t
t




3600
[oC]
[oC]
 
RCAF
TCAF
CAF
CAF
t
t
c
Q
V




 3600
[m3/h]
400
min 
CAF
V
 [m3/h] 800
max 
CAF
V
 [m3/h]
350
max 
RC
V
 [m3/h]
Temp. apei de alimentare
Temp. ieşire din cazan
Debitul cazanului
Condiţii de funcţionare
C
95 o

RCAF
t

10
Model matematic
Recirculare
T
T t
V ,

a
aCAF t
V ,

a
RR t
V ,

CAF 5 CAF 6 TCAF
aCAF t
V ,

a
TCAF
T
TCAF
T
RR
r
t
t
t
t
V
V







Q
Coeficientul de recirculare
Condiţia de funcţionare T
TCAF t
t 

11
Rezultate
Scenariu ipotetic
Temperaturi retea
0
20
40
60
80
100
120
140
0 100 200 300 400 500 600 700 800
ore
grd
C
Temperatura tur Temperatura retur
0


/h
m
800 3

T
V

Coeficientul de pierderi
Debitul de agent pe tur
Debite retea
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 200 400 600 800
ore
mc/h Debit tur Debit recirculat
ore funcţionare
ore funcţionare

12
Rezultate
Debitele şi temperaturi CAF5
Temperaturi CAF5
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 100 200 300 400 500 600 700 800
ore
grd
C
T iesire T intrare
Debite CAF5
0
100
200
300
400
500
600
0 100 200 300 400 500 600 700 800
ore
mc/h
Vcaf Va Vr
Funcţionare continuă
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
CAF
CAF
CAF
CAF









5
,
0
Gcal/h
30
.
0
;
Gcal/h
30
6
5
6
5

13
Rezultate
Debitele şi temperaturi CAF6
Debite CAF6
0
100
200
300
400
500
600
0 100 200 300 400 500 600 700 800
ore
mc/h
Vcaf Va Vr
Temperaturi CAF6
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 100 200 300 400 500 600 700 800
ore
grd
C
T iesire T intrare
Funcţionare dacă sarcina termică a centralei depăşeşte 30 Gcal/h (35 MW)
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
CAF
CAF
CAF
CAF









5
,
0
Gcal/h
30
.
0
;
Gcal/h
30
6
5
6
5

14
Rezultate
Simularea unui regim real
Temperatura tur - retur CAF5
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
ore
o
C
calculat masurat
Debit CAF5
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
ore
m
3
/h
calculat masurat
Temperaturi
Debite
ore funcţionare
ore funcţionare

15
Rezultate
Simularea unui regim real
Temperatura tur - retur CAF6
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
ore
o
C
calculat masurat
Debit CAF6
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
ore
m
3
/h
calculat masurat
Temperaturi
Debite
ore funcţionare
ore funcţionare

16
Concluzii
Scenariu ipotetic
 Modelul matematic descrie corect relaţiile funcţionale între
temperaturi şi debite
 Se constată că pentru un anumit scenariu de variaţie a
temperaturilor şi debitelor tur-retur, există mai multe
variante de reglaj ale cazanelor, putând fi pus în evidenţă
regimul optim, corespunzător eficienţei maxime.
 Se pot elabora funcţii de reglaj automat care să permită un
regim optim de temperaturi şi debite, in timp real, conform
solicitărilor consumatorilor.

17
Concluzii
Simularea unui caz real
 Se constată o coincidenţă bună între rezultatele calculelor şi datele
înregistrate în timp real
 Diferenţele constatate la comparararea rezultatelor se explică prin
fatul că programul de simulare presupune luarea unor decizii
optime, în timp ce reglarea în exploatare se realizează doar parţial
automat
 Programul de simulare permite personalului de exploatare luarea de
decizii în timp real, privind reglajele optime de temperaturi şi
debite
 Conducerea funcţionării centralei cu ajutorul unor astfel de
programe de simulare permite urmărirea în timp real a sarcinii
termice cerute de consumatori
 Se pot satisface cerinţele consumatorilor cu un consum minim de
combustibil, respectiv rezultând o emisie minimă de gaze.

18
MULŢUMESC PENTRU ATENŢIE