178209. lajstromszámú szabadalom • Eljárás távfűtőrendszerekben hálózatrészek ellenállási tényezőjének meghatározására
3 178209 4 ahol: X a csősúrlódási tényező, 1 a vezetékszakasz hossza, d a vezeték belső átmérője, f az alaki ellenállás, 7r a Ludolph-féle szám, § a hálózatban keringetett víz sűrűsége. Az ellenállási tényezők ismeretében a hidraulikai kép a csomópontokra felírt tömeg - illetve térfogat — megmaradását kifejező egyenletekkel, valamint a fogyasztói helyek és a betáplálási pont közötti útvonalakon a nyomásveszteség nagyságát kifejező egyenletrendszer segítségével határozható meg az alábbiak szerint: Ap = 2 Rí • V* + Apk k = 1, 2, ... s ieí2k ni . Vj=2 Vj , j = 1, 2, ... n J i=i ahol: Ap a hálózat betáplálási pontjában az előremenő és visszatérő vezetékben mért nyomások különbsége, s a fogyasztói helyek száma, Í2k a k-adik fogyasztótól a betáplálási pontig terjedő útvonal vezetékszakaszainak indexhalmaza, n a hálózat csomópontjainak száma és Apk a k-adik fogyasztói helyen beállított állandó nyomáskülönbség. Az eddigi számítási gyakorlat alapja tehát az ellenállási tényezők kiszámítása. Az ellenállási tényezők és az áramlási kép számított pontossága attól függ, hogy milyen pontosan ismerjük a hálózat egyes szakaszainak geometriai és egyéb, a számítási eredményeket befolyásoló (hossz, átmérő, érdesség, alaki ellenállás stb.) jellemzőit. Alapvetően kérdéses és bizonytalan elem pl. a szabályozó szerkezetekben beállított fojtás mértéke, vagy a csőérdesség, mely pl. a gyártástechnológiától, az üzemeltetési időtől stb. is függ. Tapasztalataink szerint az ellenállási tényezők és a hidraulikai kép fenti módon végrehajtott számítása esetén az eredmények pontossága nem jobb, mint ± 30%. Ez abból adódik, hogy a hálózat geometriai jellemzőit - különösen egy régóta üzemelő, nem kellőképpen dokumentált, áttervezéseket is magán viselő, többszörösen átszabályózott hálózat esetében — legfeljebb ilyen pontosságúak. A geometriai jellemzők becslésével számított hálózati ellenállástényezők és áramlási kép alapján, a kiterhelés határára jutott hálózatrészek, vagy hálózat esetében nem tudunk megbízható választ adni arra, hogy a hálózat hogyan reagál új fogyasztók bekapcsolására. Az eddig alkalmazott mérési eljárás szerint az ellenállási tényezők, illetve a nyomás és sebességviszonyok meghatározásának költséges és sok esetben nehezen megvalósítható megoldása a hálózati csomópontokban történő közvetlen nyomás- és tömegárammérés, amelyek a már ismertetett hátrányokkal rendelkeznek. A találmány célja olyan eljárás kialakítása, amely a korábban alkalmazott mérési eljárással szemben új mérési helyek létrehozása és a hálózatrészek geometriai jellemzőinek ismerete nélkül teszi lehetővé bármely hálózatrész ellenállástényezőjének meghatározását. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a hálózatban egy meghatározott elv szerint különböző üzemállapotokat állítunk be, miközben minden egyes üzemállapotban a meglevő mérőhelyeken, a betáplálási pontban és a fogyasztói helyeken megmégük az előremenő és visszatérő-vezetékben uralkodó nyomást és/vagy nyomáskülönbséget, valamint a keringetett víztérfogat-áramot, majd a mérési adatokból az ellenállási tényezők és a mért jellemzők egzakt elméleti összefüggéseit figyelembe véve, továbbá az áramlási egyenletek, az ismert Kirchhoff-törvények felírásával és megoldásával határozzuk meg az ellenállástényezőket. Minden egyes üzemállapotra a mért jellemzők mérési adatait felhasználva felírjuk a Kirchhoff-törvényeket. A Kirchhoff-törvények felírásával kapott egyenletekben az ellenállástényezők a keresett ismeretlen mennyiségek. Csak egy üzemállapotra felírt egyenletrendszerben nagyobb az ismeretlenek száma, mint az egyenletek száma. Ezért annyi üzemi állapotot és összetartozó mérési adategyüttest kell létrehozni, amelynek eredményeképpen a Kirchhoff-törvényekkel képezhető áramlási egyenletek száma legalább annyi, mint a keresett ismeretlen ellenállástényezők száma. A különböző üzemállapotok beállításakor azt az elvet követjük, amelyet a lineáris függetlenség elvének nevezhetünk. Ennek értelmében valamely beállított üzemállapotban bármely tetszőleges csomópontban és/vagy vezetéken a nyomás és/vagy nyomáskülönbség értéke és/vagy térfogatáram nem kapható meg az előző üzemállapotban mért nyomás- illetve térfogatáram értékből ugyanazzal a számmal való szorzással. A különböző üzemállapotokat ténylegesen úgy állítjuk elő, hogy a fogyasztói helyeken meglevő kézi működtetésű elzáró és/vagy fojtószerelvények segítségével az adott fogyasztói helyre beáramló térfogatáram értékét olyan mértékig, szükség esetén nullára csökkentjük, hogy a hálózat többi mérési pontjában, de legalább a betáplálási pontban a mért jellemzők értékében a mérőműszerek hibahatárát meghaladó mértékű változás következzék be. A találmány szerinti eljárás tényleges alkalmazása során végrehajtott műszakai cselelőnények sorozatát a rajz szerinti példán mutatjuk be. Az eljárás első lépéseként az 1 betáplálási pontban, a 7 csővezeték-hálózaton és a 6, 13 fogyasztói helyeken az összes 3, 8, 9 kézi működtetésű, valamint 10 automatikusan működő elzáró és/vagy fojtó-szerelvényt teljesen 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
