Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

тепловая сеть гидравлический котельный

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Обзор литературы по ключевым словам

1.1.1 Оптимизация диаметров трубопроводов

1.1.2 Оценкаэффективности системтеплоснабжения

1.1.3 Регулирование тепловых режимов

1.1.4 Оптимизация и наладка режимов работы тепловых сетей

1.1.5 Регулирование гидравлического режима тепловой сети

1.1.6 Шайбирование тепловых сетей

1.1.7 Основные положения наладки тепловых сетей

1.1.8 Надежность теплоснабжения

1.1.9 Современные теплоизоляционные материалы для тепловых сетей

1.2 Выводы и уточнения постановки задач

2. ОПИСАНИЕ АНАЛОГОВ СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ

2.1 Аналоги диссертационных работ

2.1.1 Повышение эффективности технологии замены дефектного участка магистрального трубопровода

2.1.2 Оптимизация теплозащиты трубопроводов и оборудования тепловых сетей

2.1.3 Мониторинг надежности тепловых сетей

2.1.4 Повышение эффективности работы систем централизованного теплоснабжения путем оптимизации тепло-гидравлических режимов

2.2 Обзор патентов

2.3 Основные недостатки тепловых сетей

2.4 Достоинства регулировки диаметров

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

3.1 Способ регулировки гидравлического режима водной тепловой сети

3.2 Способ регулировки систем горячего водоснабжения

4. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

4.1 Расчет технической эффективности

4.2 Расчет экономической эффективности

4.3 Расчет экономического эффекта

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ МОНТАЖЕ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

5.1 Общие положения

5.2 Общие требования по допуску к работе

5.3 Общие требования по организации производственных территорий

5.4 Требования безопасности при складировании материалов

5.5 Обеспечение пожаробезопасности

5.6 Обеспечение безопасности при производстве работ

6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

6.1 Экология котельного отопления

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

В России, на главной площади, которая находится в суровом климатическом районе большое значение для обеспечения потребителей тепловой энергии. Поэтому в нашей стране широко развита централизованная система отопления, что позволяет создать комфортные условия жизни при существенном сокращении расходов на топливо. Когда Операционная стоимость также снижается.

Тепловые сети являются одним из наиболее важных и технически сложных элементов системы трубопроводов в городском хозяйстве и промышленности. Высокая Рабочая температура и давление носителя тепла -- воды -- причина повышенные требования к надежности сетей теплоснабжения и безопасности их эксплуатации.

В настоящее время традиционные методы и материалы, используемые в их строительстве и ремонте, что приводит к необходимости для каждые 10-15 лет капитальный ремонт с полной заменой труб и теплоизоляции, а также потерям до 25% транспортируемого тепла. Кроме того, нужно постоянно проводить профилактические работы. Все это требует дорогостоящих материалов денежных средств. Через каждые 10-15 лет капитальный ремонт с полной заменой труб и теплоизоляции, а также потерям до 25% транспортируемого тепла. Кроме того, нужно постоянно проводить профилактические работы. Все это требует дорогостоящих материалов денежных средств. .

На сегодняшний день одним из перспективных направлений в энергетике является энергосбережение.

Путь повышения эффективности энергетического хозяйства - внедрение программ и мероприятий позволяющих получить качественное, бесперебойное, дешёвое снабжение потребителей теплом и горячей водой.

Тепловые сети состоят из следующих конструктивных элементов:

Трубопровод;

Подвижные направляющие и неподвижные опоры;

Компенсатор;

Запорно-регулирующая арматура.

Целью данной диссертационной работы является повышение эффективности тепловых сетей, за счет уменьшения диаметров подающего и обратного трубопровода.

В данной диссертационной работе выполнен обзор литературы по ключевым словам, обзор патентов и научных журналов подобраны аналоги диссертационных работ и произведено их описание, а так же выделены основные достоинства и недостатки. Представлены технические решения по регулировке гидравлического режима тепловых сетей, выполнен расчет технической и экономической эффективности, а так же посчитан экономический эффект, описаны общие положения и требования по безопасности жизнедеятельности при монтаже тепловых сетей, выполнен экологический раздел диссертационной работы и по всем разделам сделаны выводы.

Подготовлена презентация, в которой отражены тема и цели диссертационной работы.

1 . ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Обзор литературы по ключевым словам

1.1.1 Оптимизация диаметров трубопроводов

Значительную долю в тепловых сетях составляют ветхие, выработавшие свой ресурс трубопроводы с большими тепловыми потерями, требующие перекладки. Следствием этого является повышенные отпуски тепла от тепловых станций и котельных и, соответственно, увеличивается топливопотребление.

Для снижения тепловых потерь и в целях уменьшения расходов топлива осуществляется замена ветхих теплопроводов. На многих участках теплосетей трубопроводы проложены с диаметром большим, чем необходим по скорости и расходу теплоносителя для обеспечения нагрузки, поэтому, одновременно с заменой, пересматриваются диаметры трубопроводов в сторону уменьшения. .

Для решения данной проблемы невозможно воспользоваться каким-то одним методом, должен быть проведен целый комплекс мероприятий, разработанный по результатам тщательных обследований существующих систем.

Как правило, перед перекладкой труб проводятся:

Инженерная диагностика коррозионного состояния тепловых сетей;

Капитальный ремонт выработавших свой ресурс тепловых сетей;

Организация системы диспетчерского контроля параметров теплоносителя;

Снижение температуры теплоносителя в сетях до оптимальных значений;

Корректировка эксплуатационных температурных режимов.

Среди прочих методов в этот комплекс обязательно должна входить оптимизация диаметра используемых труб.

На многих участках тепловых магистралей проложены трубы с диаметром большим, чем реально требуется по скорости и расходу теплоносителя для обеспечения присоединенной тепловой нагрузки. Использования труб, произведенных по новым технологиям, приводит к снижению теплопотерь в сетях не только до значений, определенных нормативными документами, но и к еще большему их снижению за счет меньшего диаметра.

Помимо основной задачи решается также проблема затрат на капитальный ремонт таких труб, снижаются выбросы в атмосферу и повышается надежность системы теплоснабжения.

Задача оптимизации диаметра используемых труб может решаться с помощью существующих программных пакетов, включающих в себя полный набор функциональных компонентов и соответствующих им информационных структур базы данных, необходимых для гидравлического расчета и моделирования тепловых сетей.

Короткие трубопроводы с трубами из нелегированных сталей чаще всего рассчитывают на основе имеющихся опытных данных. Диаметр труб для длинных трубопроводов или трубопроводов высокого давления с трубами из легированных сталей определяют путем расчета экономических параметров. При выполнении точного расчета важно учитывать, в течение какого срока будет работать трубопровод и насколько постоянным будет транспортированный поток в разные периоды времени. Исходя из этого, магистральные трубопроводы конструируют с учетом среднего срока службы и ожидаемого увеличения объема транспортируемого материала. При конструировании трубопроводов тепловых электростанций, наоборот, учитывается тот факт, через несколько лет работы в режиме полной загрузки, количество часов работы станции в год заметно уменьшится. Учитывая эти факты, магистральные трубопроводы рекомендуется конструировать несколько больше расчетных размеров, а трубопроводы тепловых электростанций как можно более точно по расчетным размерам.

Диаметр трубопровода в свету, если задано допустимое падение напора в трубопроводе, рассчитывается с помощью специальных формул с учетом типичной для данного вида трубопровода и транспортируемой среды скорости движения потока. Расчетом определяют, укладывается или нет падение напора в допустимые пределы. .

Верхний предел скорости во всех средах относится к высоконапорным трубопроводам, которые из экономических соображений конструируются небольшими.

При неправильном расчете зависимости «скорость потока - размер трубопровода», происходит засорение трубопроводов. В трубопроводах для питающей котлы воды с удаляемой солью при превышении скорости потока около 8-10 м/с наблюдаются эрозионные явления, при переходе определенной предельной скорости в газовых трубопроводах и паропроводах шум от истекающего потока становится слишком назойливым. Особое внимание нужно уделять расчетам диаметра трубопроводов с бытовой водой, где часто образуются отложения. При очень жесткой воде даже умеренный нагрев может привести к значительному засорению труб. Аналогичный эффект дают не всегда устраняемые реакции в трубах, подводимых к декарбонизаторам. .

Эффект от внедрения:

Снижение теплопотерь в сетях до значений, определенных нормативными документами;

Снижение потребления топлива и тарифов для населения, улучшение качества и надежности теплоснабжения.

Максимальную эффективность от внедрения рассматриваемого мероприятия можно наблюдать при перекладке трубопроводов тепловых сетей бесканально с использованием современных теплоизоляционных материалов типа пенополиуретан. Поскольку в настоящее время во многих регионах России прослеживается политика реализации перекладок трубопроводов именно в ППУ-изоляции, внедрение вкупе с перекладками рассматриваемого мероприятия актуально для любой системы теплоснабжения. .

В настоящее время массовое применение оптимизации диаметров трубопроводов при перекладках не производится по двум причинам:

Недостаточная информируемость;

Недостаточное финансирование работ по капитальному ремонту тепловых сетей (бюджетных средств во многих регионах выделяется не более, чем на текущие ремонты и закупку топлива).

При выявлении возможности уменьшения диаметров трубопроводов должно учитываться увеличение присоединенных нагрузок в перспективе и влияние снижения диаметров на перепады давления у потребителей.

Реализация мероприятия по оптимизации диаметров трубопроводов тепловых сетей актуальна исключительно в совокупности с обновлением существующих сетей в системах теплоснабжения. Производственных же мощностей для массового внедрения проектов такого масштаба, как капитальный ремонт тепловых сетей, по всей России не достаточно.

Важной задачей является оценка эффективности работы тепловых сетей, осуществляемая на основе научно обоснованной системы критериев сравнения различных систем теплоснабжения.

1. 1.2 Оценка эффективности систем теплоснабжения

При анализе энергетической эффективности, в общем, часто оценки и суждения, призывающие к немедленной отказа от централизованной системы отопления, оставив централизованной системы водоснабжения, канализация, электричество. Вот странные цифры тепловых потерь в сетях, иногда достигает 70 - 80 %, но, как правило, не техника, которая была получены следующие результаты. Однако, проблема оценки эффективности теплоэнергетических систем была и остается нерешенным в полной мере . Это особенно актуально для объектов жилищно-коммунального комплекса.

Существующие показатели измерения энергетических характеристик зданий в основном основываются на специфической характеристикой отопления, которая представляет собой приблизительный подсчет потребления тепловой энергии в здании или в отраслевые (региональные) показатели удельного расхода тепла на единицу объема или на человека. Практическая оценка эффективности систем теплоснабжения "у входа в здание". Энергии, с учетом когенерационной системы не проявлял должного интереса в общую эффективность распределения тепла непосредственно внутри здания, и отопление специалисты, в свою очередь, оставляет в стороне вопросы оптимизации параметров теплоэнергетического оборудования здания за отопительный период .

В условиях, когда вы не ввели критерии оценки эффективности системы теплоснабжения в целом, требование повышения эффективности теплогенерирующего оборудования может не привести к повышению эффективности за счет низких значений КПД источника тепла и значительные потери тепла во внешней цепи. Отвлечение средств из общего объема инвестиций, например, замена котлов, уменьшить необходимые средства для замены системы отопления и, соответственно, увеличит потери тепла. Комплексное рассмотрение систем отопления, используя общую эффективность системы и, используя удельные затраты на отопление 1 м3 здания с разбивкой на производство, транспорт и потребление тепловой энергии позволит для каждой системы приоритизации мер по энергоэффективности.

Если для оценки эффективности источников тепловой энергии в значительной степени можно использовать существующие КПД, комплект, и т. д. суммарная эффективность систем теплоснабжения с учетом предметов потребления, трудно выразить существующие критерии. Информационно-методическое "разнобой" препятствует последовательной политики энергосбережения в промышленности, энергетике и жилищно-коммунальному комплексу. . В качестве наиболее подходящего подхода к оценке эффективности теплоэнергетических систем использование функционального метода .

Очевидно, что показатели оценки функциональной эффективности системы, по своей сути, поскольку успешное осуществление функций сложной системы предполагает как эффективную работу подсистем и взаимосвязи и координации их функционирования на разных уровнях и в целом. В данном случае выделены и оценены основные функции системы отопления, при необходимости каждый из них может быть делегировано другому подсистемы и т. д.

В качестве таких базовых функций в целом комплексе являются следующие:

Функция генерации тепла на источнике (ТЭЦ, котельная);

Функция подачи теплоносителя в здания(тепловые сети);

Функции распределения и отвода тепла в здание (ЦТП);

Функция сохранения тепла здания;

Функция регулирования тепла.

В случае, когда потребление удалены от источника энергии, режимов работы транспортной системы энергия во многом определяются потребителями. Она по-разному проявляется для закрытых и открытых систем отопления.

В качестве набора показателей энергоэффективности тепловых сетей недавно предложили следующие варианты:

1) удельный расход сетевой воды на прикрепленный блок тепловой нагрузки.

2) удельный расход электрической энергии на транспорт теплоносителя.

3) температура водопроводной сети и обратный трубопроводы или температуры воды в обратном трубопроводе в зависимости от температуры сетевой воды в подающем трубопроводе согласно температурному графику.

4) потери тепловой энергии в тепловых перевозок, в том числе через изоляцию и утечки воды.

5) потери сетевой воды.

Эти показатели должны быть установлены сетевой проект тепло, чтобы носить в паспорте тепловой сети и проверки во время энергетического аудита (энергоаудита). Основной показатель, т. е. количество тепла, переданного на шоссе энергии, или разница между температурами прямой и обратной воды во многом определяется способностью системы отопления зданий, чтобы дать это тепло к зданиям. Чем больше тепла отобрать здание, тем более в сети передается с равной расходов сетевой воды.

Более того, эта "генерация" теплоемкость практически не зависит от термического сопротивления ограждающих конструкций, а определяется только интенсивностью передачи тепла от батарей и их общая площадь. Холод реагирует "коробки" здания, а затраты на отопление определяется исключительно за счет работы системы отопления. Это функциональное противоречие, дисбаланс в отсутствие адекватного регулирования людей устранить и исправить свои действия - либо утепленного дома, в том числе нагревательные, либо активно открывая окно для вентиляции.

Это совершенно не важно, как здание энергии требуется ре-ально. Энергии прямого теплоносителя в соответствии с их темпами-воскресение график. Конечно, Оплата в этом случае взимается оплата за "комплект" количество энергии, основанные на режимах поставщика. Нетрудно догадаться, что в этом случае отопление не очень заинтересована в энергосбережении, так как это уменьшает поставку тепловой энергии и сумма, которую Вы платите за него .

Основная цель регулирования теплоснабжения в системах теплоснабжения является поддержание комфортной температуры и влажности в отапливаемых помещениях при изменении на протяжении отопительного периода внешних климатических условиях и постоянной температуре воды, поступающей в систему горячего водоснабжения при переменном в течение суток расходе . Это условие является одним из критериев оценки эффективности системы.

1.1. 3 Регулирование тепловых режимов

Оптимизация теплогидравличесих режимов и эффективность работы сцт в значительной степени зависит от применяемого метода регулирования тепловой нагрузки.

Основными методами регулирования могут быть определены из анализа совместного решения уравнений теплового баланса подогревателей по известным формулам и зависит от:

Температуру охлаждающей жидкости;

Поток теплоносителя;

Коэффициент теплоотдачи;

Площадь поверхности передачи тепла. Централизованное регулирование источников тепла может быть сделано путем изменения двух параметров: температуры и расхода теплоносителя. В целом, регулирование отпуска теплоты может осуществляться тремя способами:

1) качество - которое состоит в регулировании отпуска тепловой энергии путем изменения температуры теплоносителя на входе в прибор при сохранении постоянным количество теплоносителя подаваемого в регулирующую единица;

2) количественный, заключающийся в регулировании отпуска теплоты путем изменения расхода теплоносителя при постоянной температуре на входе в регулирующее устройство;

3) качественный и количественный, заключающийся в регулировании отпуска теплоты посредством одновременного изменения расхода и температуры теплоносителя.

Для поддержания комфортных условий внутри зданий, регулирование должно быть как минимум два уровня: Центральный (источников тепла) и местные (тепловые пункты).

В большинстве городов России, централизованное регулирование, как правило, является единственным видом управления и осуществляется в основном на нагрев нагрузки или совмещенной нагрузки отопления и горячего водоснабжения путем изменения температуры теплоносителя в обратном трубопроводе в зависимости от метеорологических параметров, прежде всего температуры воздуха, в то время как условно постоянный поток охлаждающей жидкости .

Широко используется в расписании занятий для правильного регулирования тепловой нагрузки показывает зависимость температуры подачи теплоносителя и обратном трубопроводах в зависимости от температуры наружного воздуха. Расчет графиков производится по известным формулам, которые получаются из уравнения баланса нагревательного прибора при расчетной температуре и других состояниях .

Методы расчета температурных графиков Центрального регулирования была разработана изначально для задач проектирования систем отопления, поэтому они приняли ряд допущений и упрощений, в частности, условие стационарности процессов теплообмена. В реальности, все процессы теплопередачи, происходящие в элементах системы отопления, нестационарных, и эту характеристику следует учитывать при анализе и регулировании тепловой нагрузки. На практике, однако, эта особенность не учитывается и дизайн графиков, используемых при эксплуатации и оперативном управлении.

Тепловой режим здания формируется в результате совокупный эффект от постоянно меняющихся внешних (изменение температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра, интенсивности солнечной радиации, влажности воздуха) и внутренних (изменение отпуска теплоты из системы отопления, тепло в кулинарии, работа освещение, воздействие солнечного излучения через остекление, тепло, выделяемое людьми) возмущений.

Основной параметр в определении качества теплоснабжения и созданию комфортной среды, - поддержание температуры внутреннего воздуха в пределах допуска ± (К2) °С.

Основным методом оперативного контроля тепловых нагрузок были описаны в "правилах пользования тепловой и электрической энергии", которые 01.01.2000 был отменен приказом Министерства энергетики РФ № 2 от 10.01.2000. Эти правила обеспечивают регулирование температуры теплоносителя в подающем трубопроводе в соответствии с температурным графиком с шагом изменения на основе прогнозирования ожидаемой температуры наружного воздуха два раза в сутки при разнице температуры между днем и ночью не менее 8 °С и один раз в день изменения температуры менее 8 °С.

В соответствии с действующими нормативными документами регулирование тепловой нагрузки предусматривается путем изменения температуры теплоносителя в подающей линии в соответствии с утвержденной системой теплоснабжения температурный график указан исходя из средней температуры наружного воздуха за промежуток времени в пределах 12-24 часов определяется диспетчером тепловой сети в зависимости от длины сетей, климатических условий и других факторов.

Несмотря на прямолинейную формулировку этого пункта в настоящих руководящих принципах, эта задача является крайне сложной задачей в условиях неопределенности внешних факторов, сложность снабжения схемы, прогнозируемые данные на основе фактического состояния оборудования сцт в первую очередь, тепловых сетей. По данным статистики и многочисленных аналитических материалов на износ оборудования систем теплоснабжения составляет около 60-70 % и продолжает расти из-за значительного падения в замене трубопровода. Анализ повреждений трубопроводов показывает, что основная масса повреждений происходит в процессе изменения температуры теплоносителя из-за изменения напряжений в трубопроводах.

Прогнозирование динамики изменения температуры внутреннего воздуха в помещениях при любых прогнозируемых изменениях температуры окружающей среды с учетом динамических свойств системы отопления позволяет разработать диспетчерского графика тепловых нагрузок с постоянной температурой теплоносителя в значительно большем временном интервале. . Качество тепло и комфорт конечного потребителя не хуже. Однако, следует учитывать степень автоматизации тепловой нагрузки, схемы подключения и гидравлическое сопротивление, после проведенных исследований условий эксплуатации теплообменного оборудования тепловых пунктов показывают, что понижение температуры теплоносителя в подающем трубопроводе на 1 °С:

В системах автоматического регулирования отопительной нагрузки зависит от схемы присоединения

Увеличить скорость потока циркуляции до 8 %;

В системах автоматического регулирования отопления независимая схема подключения нагрузки к значительному увеличению потока в первичном контуре (до 12% на каждый градус), а для повышения температуры теплоносителя в обратном трубопроводе 1 °С;

Бытовые системы горячего водоснабжения в закрытых схем присоединения для увеличения потока циркуляции до 20% и повысить температуру теплоносителя на обратном трубопроводе 1°.

Увеличение потока охлаждающей жидкости увеличивает потери давления. Следовательно, это положение возможно с точки зрения достаточности гидравлического сопротивления и резервного оборудования ПНС. Следует также отметить, что систематическое снижение температуры в подающем трубопроводе приводит к увеличению расхода теплоносителя и последующей razregulyatsii всю систему отопления. .

Таким образом, разработка плана-графика диспетчеризации и централизованного регулирования тепла необходимо вести с учетом динамических характеристик систем питания, возможности хранения зданий и изменчивости внешних и внутренних воздействий. Увеличение периода регулирования до 24-48-72 и более часов, в определенных пределах изменения внешних и внутренних воздействий не влияет на качество теплоснабжения потребителей, который дает вам возможность эксплуатировать оборудование в "мягком" режиме.

Оперативный контроль на основе приведенных выше характеристик приводит к:

1) уменьшить вероятность повреждения трубопроводов и повышения надежности;

2) повышение эффективности:

Производство энергии за счет разности приростов расхода топлива на производство энергии на ТЭЦ при различных температурах теплоносителя;

В транспорта и распределения тепловой энергии за счет разницы увеличение тепловых потерь трубопроводов при разных температурах теплоносителя;

3) снизить количество пусков-остановок основного теплогенерирующего оборудования, что также повышает надежность и эффективность.

Оптимизация режимов работы тепловых сетей относится к организационно-техническим мероприятиям, не требующих значительных финансовых затрат на внедрение, но приводящая к значительному экономическому результату и снижению затрат на топливно-энергетические ресурсы.

1.1.4 Оптимизация и наладка режимов работы тепловых сетей

В управления и регулировки режимов работы тепловых сетей задействованы практически все структурные подразделения "тепловые сети". Они развивают оптимальных тепловых и гидравлических режимов, а также мероприятий по их организации, анализ фактических режимов, проанализировать, мер и корректировки ПСД, а также оперативный контроль режимов, контролировать потребление тепла и т. д.

Разработка режимов (отопление и межотопительный период) проводится ежегодно на основании анализа режимов работы тепловых сетей и в предыдущие периоды, уточнить характеристики тепловых сетей и систем теплопотребления, ожидается подключение новых нагрузок, планы капитального ремонта, реконструкции и технического перевооружения. С использованием этой информации осуществляется тепло-гидравлических расчетов составление списка корректировку мероприятий, в том числе расчет дроссельных устройств для каждой подстанции. .

В дополнение к расчету оптимальных режимов и разработка корректировочных мер позволяет оперативным и инженерно-технического персонала, включая менеджеров, на современном высокотехнологичном уровне в едином информационном пространстве выполнять:

1) Анализ технического состояния системы отопления, фактического состояния режима сети, повреждения трубопроводов;

2) моделирование чрезвычайных ситуаций, включая чрезвычайные;

3) оптимизация планирования наследования приоритетов трубопровода изменения;

4) проектирование и модернизацию систем теплоснабжения, в том числе оптимизация планирования модернизации и развития тепловых сетей.

Основным критерием оптимизации при разработке режимов и перераспределения тепловых нагрузок является снижение затрат на производство и транспортировку тепловой энергии (загрузка самых экономичных источников тепла, разгрузка НПС) в рамках существующих технологических ограничениях (электроснабжения и характеристик оборудования источников тепла, емкости тепловых сетей и характеристики оборудования насосной насосных станций, допустимые рабочие параметры тепловой системы и т. д.). .

В результате систематически проводимой работы по оптимизации режимов функционирования тепловых сетей, за последние несколько лет значительно улучшилось качество теплоснабжения потребителей и эффективности работы всей системы централизованного теплоснабжения от источников тепла, а именно:

1) сокращение чрезмерного потребления топлива из-за перегрева потребителей в переходные периоды;

2) снижение расхода электроэнергии на перекачку теплоносителя на 10% за счет снижения циркулирующего потока теплоносителя при подключении новых потребителей;

3) снижение потребления топлива для выработки электроэнергии за счет ремонта и снижения температуры обратной сетевой воды;

4) полностью исключить эксплуатацию систем теплопотребления "перезагрузки" из-за отсутствия одноразовых головок;

5) снижение расходов подпиточной воды 11%;

6) подключены новые потребители.

Большинство тепловых сетей гидравлически разрегулированы, или в противном случае объекты получения тепла теплоносителя пропорционально их тепловой нагрузке, это приводит к перегреву (или недогрев) из этих предметов, который вызывает возмущение потребителей.

1.1.5 Регулирование гидравлического режима тепловой сети

Важным элементом любой системы теплоснабжения являются тепловые сети. Транспортировка тепловой энергии требует больших капитальных вложений, соизмеримых с затратами на строительство ТЭЦ и крупных котельных. Повышение надежности и долговечности систем транспорта тепла является важнейшей экономической задачей при проектировании, строительстве и эксплуатации тепловых труб. Решение этой проблемы неразрывно связаны с проблемами энергосбережения в системах теплоснабжения. .

Самый распространенный в стране, в том числе в Вологодской области, способ производства тепловой энергии потребителям при постоянном расходе теплоносителя. Количество тепловой энергии, поставляемой потребителям, регулируется путем изменения температуры теплоносителя. При этом предполагается, что каждый потребитель будет получать от общего потребления определенного количества охлаждающей жидкости пропорциональна его тепловой нагрузки.

Как правило, это условие по ряду объективных и субъективных причин, не сохраняется, что приводит к снижению качества теплоснабжения на отдельных участках. Для решения этой проблемы теплоснабжающих организаций увеличение потока охлаждающей жидкости к системе в целом, что приводит к повышенным затратам энергии, увеличение утечки охлаждающей жидкости и чрезмерное потребление топлива.

Чтобы решить эти проблемы путем периодических мероприятий по оптимизации гидравлического режима тепловой сети, главная цель которого-обеспечить распределение теплоносителя в сети пропорционально тепловым нагрузкам потребителей. .

Из большого количества энергосберегающих мероприятий по оптимизации теплоснабжения гидравлические режимы тепловых сетей (далее - регламент) является наиболее эффективным (с небольшим инвестиционным капиталом, дает большой экономический эффект). Кроме того, улучшилось качество теплоснабжения. Как правило, корректировка состоит из трех этапов:

Расчет гидравлических режимов тепловых сетей и разработка рекомендаций;

Подготовительные работы;

Проведение монтажных работ в сетях и на объектах приборов теплопотребления, распределение общего расхода.

Оптимальные параметры тепловой сети рассчитывается по упрощенной формуле:

где = 10 -3 Гкал/ м 3 С - теплоемкость воды;

Расчетный (оптимальный) расход воды в сети, т/час;

Расчетный (оптимальный) температурный график котельной, С;

В реальном (без регулировки) тепловых сетей возможны следующие основные варианты:

1. В системе обогрева малых расходах теплоносителя и температурный график. В данном случае, корректировка не приводит к экономии энергии и направлено на повышение качества теплоснабжения.

2. В системе обогрева чрезмерное потребление теплоносителя и низкий температурный график. В данном случае, корректировка приводит к уменьшению затрат электроэнергии, потребленной для перевозки перевозчиком.

3. В системе отопления чрезмерного расхода теплоносителя и существует оптимальный температурный график. В этом случае корректировка приводит к экономии тепловой энергии. .

Третий случай является наиболее общим и от него можно перейти к другим вариантам при расчете экономического эффекта.

Шайбирование тепловых сетей производится с целью распределить потоки теплоносителя между потребителями в соответствии с их потребностями.

1.1.6 Шайбирование тепловых сетей

Без регулирования горячая вода от источника тепла большей частью поступает в здания, находящиеся вблизи котельной. Оставшийся небольшой объем воды направляется на периферию. Удаленным зданиям тепла не хватает, они мерзнут, тогда как в близлежащих зданиях наблюдается перетоп. Люди, открывая форточки, буквально отапливают улицу.

Чтобы этого не происходило, на ответвлениях тепловых сетей к зданиям устанавливаются ограничительные шайбы с калиброванным отверстием меньшего сечения, чем трубопровод. Благодаря этому появляется возможность увеличить объем теплоносителя для удаленных зданий. .

Расчет шайб (размера отверстий) производится для каждого дома в зависимости от требуемого количества тепла. Положительный результат от шайбирования тепловых сетей может быть получен только в случае 100 % охвата всех зданий, присоединенных к тепловой сети. Параллельно с шайбированием необходимо привести в соответствие работу насосов в котельной с гидравлическим сопротивлением тепловой сети.

После установки шайб расход теплоносителя по трубопроводам тепловой сети снижается в 1,5-3 раза. Соответственно и количество работающих насосов в котельной также уменьшается. Отсюда возникает экономия топлива, электроэнергии, химреагентов для подпиточной воды. Появляется возможность повысить температуру воды на выходе из котельной.

Шайбирование необходимо не только для регулирования наружных тепловых сетей, но и для системы отопления внутри зданий. Стояки системы отопления, находящиеся дальше от теплопункта, расположенного в доме, получают горячей воды меньше, здесь в квартирах холодно. В квартирах, расположенных близко к теплопункту, жарко, так как теплоносителя к ним поступает больше. Распределение расходов теплоносителя по стоякам в соответствии с требуемым количеством тепла осуществляется также с помощью расчета шайб и их установки на стояках. .

Шайбирование системы отопления производится поэтапно:

1) Обследование магистральных трубопроводов системы отопления в подвале и на чердаке (при его наличии). Составление исполнительной схемы системы отопления с указанием диаметров трубопроводов, их длин, мест размещения арматуры (при отсутствии проекта). Сбор данных о температуре внутреннего воздуха в квартирах с уточнением в каких квартирах тепло, в каких - холодно. Анализ причин неудовлетворительной работы системы отопления, выявление проблемных стояков (квартир)

3) Проверка выполнения рекомендованных мероприятий. Анализ нового установившегося режима после шайбирования системы отопления. Корректировка размера шайб в местах, где не достигнут требуемый результат (расчетным путем). Демонтаж шайб, требующих корректировки, установка новых шайб. На внутренних системах отопления шайбы можно устанавливать и зимой и летом. Проверять их работу - только в отопительный сезон.

Затраты на шайбирование невысоки - это стоимость самих шайб и их монтажа на стояках. Стоимость работ по регулированию внутренних систем отопления зависит от тепловой мощности здания (количества стояков).

Минимальная цена - 40 тыс. руб. при тепловой мощности системы отопления до 0,5 Гкал/ч. Цена регулирования системы отопления многосекционного дома может доходить до 150 тыс. рублей. Удорожание работы возникает, когда отсутствует проектная документация. В этом случае приходится делать натурную съемку системы отопления и ее обмеры (диаметры, длины трубопроводов, места размещения арматуры). .

Наладку водяных тепловых сетей производят для обеспечения нормального теплоснабжения потребителей. В результате наладки создаются необходимые условия для работы систем отопления, приточной вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения и повышаются технико-экономические показатели централизованного теплоснабжения за счет увеличения пропускной способности тепловых сетей, ликвидации перетопа потребителей, снижения расхода электроэнергии на перекачку теплоносителя.

1.1.7 Основные положения наладки тепловых сетей

Регулировка тепловых сетей производят на всех уровнях системы централизованного теплоснабжения в в теплоприготовляющей установке источника тепла, тепловых сетей, тепловых пунктов и систем теплопотребления. .

Пуско-наладочные работы в тепловых сетях осуществляется в три этапа:

Изучить и протестировать систему централизованного теплоснабжения с последующей разработкой мероприятий, направленных на обеспечение эффективности его работы;

Для осуществления разработанных мероприятий;

Регулировать систему.

Исследование показывает фактический операционный ре-жимы, укажите тип и состояние отопительной системы оборудования, определения характера и величины тепловых нагрузок, необходимость и объем испытаний тепловых сетей и оборудования. .

В процессе пуско-наладочных работ в тепловых сетях, испытывают пропускной способности сети и коммуникаций источников тепла, определить фактические характеристики сетевых насосов, испытывая энергосбережения. При необходимости, тепловые сети страдают от потери тепла, прочность и компенсирующую способность при максимальной температуре сетевой воды.

Разработка режимов и мер по обеспечению работоспособности тепловых сетей проводится на основе данных обследования и испытаний в следующем порядке:

Рассчитывается фактическая тепловая нагрузка;

Разработать режим теплообмена;

Определить расчетные расходы сетевой воды;

Выполнить гидравлический расчет наружных тепловых сетей, и, при необходимости, систем теплопотребления промышленных зданий;

Разработка гидравлического режима тепловых сетей;

Ожидать дросселя и перемешивающим устройством для отопления потребителей и частных сооружений;

Определить места установки автоматических регуляторов на источнике теплоты, тепловых сетей и потребителей; составить список действий, которые должны предшествовать корректировка.

В реализации мероприятий по наладке тепловых сетей производят в следующем:

Устранить дефекты строительных конструкций и оборудования;

Привести схемы и оборудование водоподогревательной установки, системы отопления, повысительных насосных станций, тепловых пунктов и систем теплопотребления в соответствии с рекомендациями, на основании проведенных расчетов и разработанных тепловых и гидравлических режимов;

Оснастить все части системы нагрева, необходимого инструментария в соответствии с требованиями нормативных документов;

Автоматизируют отдельные компонены системы отопления;

Организовывать и регулировать насосную станцию;

Установить дроссельные и смесительные устройства. .

Контроль систем централизованного теплоснабжения начнется только при проверке выявить результативность всех проектных корректировок. В процессе проверки регулировки тепловых установок, когда источник тепла на расчетных тепловых и гидравлических режимов, а также фактическое теплоносителя расчетный расход, регулировка диаметров отверстий сопел элеваторов и дроссельных диафрагм, настройки автоматических регуляторов.

Эффективность наладки тепловых сетей характеризуется следующими показателями: снижение расхода топлива за счет ликвидации перегрева систем теплопотребления; сокращения расхода энергии на перекачку теплоносителя за счет снижения удельного расхода воды и отключения излишних насосных станций; обеспечение подключения к сетям дополнительных теплосопротивления; снижение потребления топлива для выработки электроэнергии за счет снижения температуры воды в обратном трубопроводе тепловой сети (систем централизованного теплоснабжения). .

Надежность поставки-это характеристика состояния системы теплоснабжения, что позволит обеспечить качество и безопасность теплоснабжения.

1.1.8 Надежность теплоснабжения

Каждую зиму информационные агентства пестрят новостями об авариях на тепловых сетях и в котельных, размороженных домах, мерзнущих детях. По официальным данным Госстроя, в отдельные периоды в стране «замерзало» до 300 тыс. человек, но эта цифра, скорее всего, не полностью отражает действительность, т.к. местные власти склонны скрывать аварийные ситуации. А что касается недогрева (т.е. если в квартирах + 10-15 °С), то это и вовсе никем не учитывается, статистика не ведется, а в сводку МЧС можно попасть только при наличии лопнувшей трубы и размороженной системы. Таким образом, по официальным и неофициальным данным, в России ежегодно замерзают миллионы жителей, а ответственные лица оттачивают аргументацию, объясняя причины износом оборудования, тепловых сетей и отсутствием денег. Даже по официальным заявлениям Госстроя, треть аварий происходит на тепловых сетях из-за их ветхости .

По просьбе Председателя Госстроя 30% аварий в системах теплоснабжения происходят из-за неправильных действий персонала. Поэтому главный вопрос не в том, какая система предоставляет пользователю тепло - централизованное или децентрализованное, и как обеспечить ее качественную работу. Низкий уровень эксплуатации будет проявляться в любом случае. Если компания не может обеспечить нормативный срок службы трубопроводов, когда повсеместная установка локальных котельных, соответствующие работы будут затронуты во время первого отопительного сезона .

Из вышесказанного можно сделать следующий вывод: выход из сложившейся ситуации - навести элементарный порядок. Не все время только бороться с последствиями заболевания, вкладывать значительные средства в латание дыр, а ежегодная замена труб на тех же участках, которые не удалось по тем же причинам.

Надо устранить сами причины, с минимальными усилиями по защите от коррозии даст гораздо больший эффект: например, продление срока службы трубопровода за 5 лет только за счет дренажных каналов (минимальные затраты на дренажных скважин и откачки воды), обеспечит экономию от снижения теплопотерь и затраты на устранение повреждения трубопровода равна стоимости переезда из той же области .

Основной прокладки тепловых сетей (более 90% от общего) в России является подземная прокладка в непроходных и проходных каналах.

1.1.9 Современные теплоизоляционные материалы для тепловых сетей

Полосы канала, по мнению ведущих организаций и специалистов отрасли, имеет ряд преимуществ, которые делают его главной полосе в России на сегодняшний день и на долгосрочную перспективу. .

Преимущества канальной прокладки относят: снижение напряжений в металле из-за возможности свободного расширения трубопроводов; защита трубопроводов от повреждений при раскопках других коммуникаций, предотвращение выброса теплоносителя на поверхность земли при разрыве трубопроводов; отсутствие затрат на восстановление транспортного средства (для существующих сетей).

Бесканальная прокладка с использованием предварительно изолированных труб используется там, где технически невозможно или экономически Нил, в соответствии с устройство дренажных систем для предотвращения затопления каналов грунтовыми водами и атмосферными осадками. Выберите Тип полосы определяется условиями сайта. .

Нормы и правила проектирования подземных трубопроводов на всем пути до КР полосы, включая полосы канала, регламентируется СНиП 41-02-2003 "Тепловые сети". Требования к конструкциям стандарты изоляции и тепловые потери от теплоизолированных трубопроводов в зависимости от диаметра труб, температуры теплоносителя и вида установки (надземная или подземная) определяются СНиП 41-03-2003 "Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов".

Большинство тепловых сетей в России эксплуатируется в течение многих лет, и их проектирование осуществлялось в соответствии с в силу правила для тепловой изоляции трубопроводов, которые были значительно ниже нынешних.

Отсутствие стандартных технических решений, необоснованное применение теплоизоляционных материалов без учета их назначения, несоблюдение нормативных требований, некачественная работа, неспециализированных организаций, отсутствие систематического контроля и своевременного ремонта тепловой изоляции - все это приводит к чрезмерным потерям тепловой энергии в промышленности и ЖКХ.

1.2 Выводы и уточнения постановки задач

Большинство тепловых сетей в России являются гидравлически разрегулированными, или иначе объекты теплопотребления получают количество теплоносителя не пропорционально их тепловой нагрузке, это приводит к перегреву (недогреву) этих объектов, что вызывает возмущения потребителей. Поэтому задачами данной работы являются: анализ мероприятий по регулировке гидравлического режима тепловых сетей; разработка технических решений; регулировка гидравлического режима и ТЭО мероприятий.

2 . ОПИСАНИЕ АНАЛОГОВ СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ

2.1 Аналоги диссертационных работ

2.1.1 Повышение эффективности технологии замены дефектного участка магистрального трубопровода

Цель диссертационной работы: повышение эффективности работ по замене дефектного участка магистрального трубопровода.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:

Анализ технологии замены дефектного участка трубопровода;

Оценка прилагаемых усилий для центровки труб и

напряженно-деформированного состояния трубопроводов при их центровке;

Разработка рациональных технологических схем центровки трубопровода при замене дефектного участка;

Усовершенствование технологии перекрытия полости трубопровода, повышающей безопасность проведения сварочных работ.

2.1.2 Оптимизация теплозащиты трубопроводов и оборудования тепловых сетей

Цель диссертационной работы: Совершенствование методов оптимизационного расчета теплозащиты трубопроводов, оборудования и обоснование методики выбора теплоизоляционных материалов для улучшения эксплуатационных характеристик и показателей экономичности тепловых сетей с разработкой необходимого программного обеспечения.

2.1.3 Мониторинг надежности тепловых сетей

Цель диссертационной работы: Разработка системы мониторинга надежности тепловых сетей с целью повышения их надежности, обоснованности принимаемых инженерных решений по техническому обслуживанию тепловых сетей и их ремонту.

2.1.4 Повышение эффективности работы систем централизованного те п лоснабжения путем оптимизации тепло - гидравлических режимов

Цель диссертационной работы: В данной работе рассматриваются вопросы повышения эффективности водяных систем централизованного теплоснабжения путем оптимизации тепловых и гидравлических эксплуатационных режимов. Рассмотрены вопросы разработки, управления, контроля и анализа тепло-гидравлических режимов на примере системы централизованного теплоснабжения. Отражены результаты проведения наладки, а также показаны особенности оперативного централизованного регулирования тепловых режимов с учетом динамических свойств системы централизованного теплоснабжения.

2.2 Обзор патентов

Патент № 2386889 на «Стабилизатор давления»

Изобретение относится к средствам гашения пульсации давления жидкости и газа, возникающей при включении, работе и выключении насосов, открытии и закрытии клапанов или задвижек в трубопроводах тепловодоснабжения, нефтяной промышленности и в машиностроении.

Патент №2161663 на «Систему катодной защиты магистральных трубопроводов от коррозии»

Изобретение относится к области предотвращения коррозии металлов, а именно катодной зашиты металлов или металлических объектов, например трубопроводов.

Патент №2148808 на «Способ внутритрубной дефектоскопии магистральных трубопроводов»

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может найти применение при дефектоскопии магистральных трубопроводов в процессе их эксплуатации. Способ включает перемещение внутри трубопровода инспекционного снаряда - дефектоскопа с контрольно-измерительной аппаратурой со скоростью, меньшей скорости потока перекачиваемой среды с перепуском потока перекачиваемой среды через снаряд-дефектоскоп, регистрацию в соответствии с регламентом инспекции аппаратурой снаряда-дефектоскопа физических характеристик материала стенки трубопровода и пройденного расстояния и определение по результатам измерений наличия дефектов в стенке и их местоположения по длине трубопровода.

Инспектируемый трубопровод разбивают на отдельные участки с индивидуальным регламентом инспекции для каждого участка. На границах участков над инспектируемым трубопроводом устанавливают реперные маяки, излучают с реперных маяков в направлении трубопровода кодированные опорные сигналы, регистрируют аппаратурой снаряда-дефектоскопа пересечение опорных сигналов реперных маяков и изменяют скорость перемещения снаряда-дефектоскопа и работу его оборудования и регистрирующей аппаратуры в соответствии с регламентом инспекции очередного участка трубопровода. Техническим результатом изобретения является оптимизация режима инспекции отдельных участков трубопровода, повышение точности определения дефектов и сохранение производительности трубопровода.

2.3 Основные недостатки тепловых сетей

Регулировка гидравлического режима тепловых сетей на данный момент является одним из самых недорогих и быстро окупаемых энергосберегающих мероприятий, реализуемых в системах отопления. Многолетняя практика проведения корректировки подтверждает высокую экономическую и энергетическую эффективность этой рукой. .

Тем не менее, опыт наладки гидравлического режима тепловых сетей был выявлен ряд недостатков, которые снижают эффективность метода оптимизации системы отопления. Результаты регулировки в системах теплоснабжения районов Вологодской области дали парадоксальные результаты. Во многих случаях, оптимизация гидравлического режима не принесло ожидаемого экономического эффекта, а в некоторых случаях привело к снижению качества теплоснабжения потребителей.

Подобные документы

Изучение комплекса устройств в составе котельного агрегата. Гидравлический расчет теплового потока жилого района и квартала. Определение диаметра трубопровода и скорости течения теплоносителя в нем. Виды труб, используемых при прокладке тепловых сетей.

курсовая работа , добавлен 14.11.2011


Тепловые сети, сооружения на них. Строительные особенности тепловых камер и павильонов. Тепловые потери в тепловых сетях. Тепловые нагрузки потребителей тепловой энергии, групп потребителей тепловой энергии в зонах действия источников тепловой энергии.

дипломная работа , добавлен 20.03.2017


Определение тепловых потоков отопления, вентиляции и горячего водоснабжения микрорайона. Графики теплового потребления. Расход теплоносителя для кварталов района. Разработка расчётной схемы квартальных тепловых сетей для отопительного и летнего периодов.

курсовая работа , добавлен 16.09.2017


Теплопотери за счет инфильтрации и передачи через ограждения. Трубная разводка системы отопления. Меры по энергосбережению в жилых зданиях. Альтернативные источники тепло и электроэнергии. Технико-экономическая оценка энергосберегающих мероприятий.

курсовая работа , добавлен 25.03.2011


Расчет системы теплоснабжения района города Волгограда: определение теплопотребления, выбор схемы теплоснабжения и вид теплоносителя. Гидравлический, механический и тепловой расчеты тепловой схемы. Составление графика продолжительности тепловых нагрузок.

курсовая работа , добавлен 07.01.2015


Разработка водяной системы централизованного теплоснабжения жилищно-коммунальной застройки города с 2-х трубной прокладкой тепловых сетей. Определение тепловых нагрузок районов города. Расчет расхода тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

контрольная работа , добавлен 07.01.2015


Расчет принципиальной тепловой схемы и выбор оборудования. Автоматизация оборудования индивидуальных тепловых пунктов в объеме требований СП 41-101-95. Регулирование параметров теплоносителя в системах отопления и вентиляции. Экономический расчет проекта.

дипломная работа , добавлен 19.09.2014


Разработка генерального плана строительства жилого дома. Объемно-планировочное решение. Расчеты ограждающих конструкций, отделка здания. Проектирование отопления и горячего водоснабжения из магистральных тепловых сетей. Радио, телевидение, телефонизация.

курсовая работа , добавлен 18.03.2015


Трассировка сетей и определение расчетных расходов водопотребления в здании. Задача гидравлического расчета сети холодного и горячего водопровода. Вычисление требуемого напора и проведение расчета внутренней канализации. Проектирование дворовых сетей.

контрольная работа , добавлен 15.12.2015


Методика расчета индивидуальных тепловых пунктов для систем отопления и горячего водоснабжения с помощью энергосберегающих подогревательно-аккумуляторных установок со скоростными и трехконтурными теплообменниками; схема присоединения систем отопления.

В этой статье продолжаем начатую тему о системе отопления частного дома своими руками. Мы уже узнали как работает такая система, поговорили о том, какой тип выбрать, теперь поговорим о том как повысить эффективность.

Так, что же надо сделать, чтобы ее эффективность была выше.

Нам необходимо, чтобы теплоноситель внутри двигался в нужном нам направлении и в нужном количестве с большей скоростью, при этом отдавая больше тепла. Жидкость в системе должна двигаться быстрее не только по трубопроводу, но и по батареям подключенным к нему. Поясню принцип работы на примере двухтрубной системы с нижней разводкой.

Для того, чтобы вода поступала в батареи подключенные к трубе, надо в конце этой трубы подачи сделать тормоз, то есть увеличить сопротивление движению. Для этого на конце (измерение нужно вести от входа в крайний радиатор) устанавливаем трубу меньшего диаметра.

Для того, чтобы переход был плавным, их необходимо устанавливать в таком порядке: Если вход в радиатор 20 мм (стандарт для батарей нового образца), значит труба подвода (отвод для радиаторов) должна быть не менее 25 миллиметров.

Затем она плавно, через 1-2 метра, переходит в трубу диаметр которой равен 32 миллиметра, далее по такой же схеме – 40 миллиметров. Все остальное расстояние системы или ее крыла будет составлять труба подачи диаметром 40-60 мм или больше.

В это случае, когда котел включен, теплоноситель начинает движение по системе и встретив на своем пути сопротивление, начнет двигаться и в другие всевозможные направления (в радиаторы), выравнивая общее давление.

Мы таким образом увеличили эффективность работы подающей трубы и первой половины системы. А что же происходит в другой половине, которая является как бы отражением первой.

А раз это зеркальное отражение, то и процессы в ней происходят с точностью до наоборот: в подающей трубе обратки давление уменьшается (за счет понижения температуры жидкости и увеличения диаметра) и появляется эффект всасывания, помогающий начальному давлению увеличить скорость движения воды не только в трубопроводе, но и в батареях отопления.

Повысив эффективность вы не только сделаете свой дом теплее, но и сэкономите не мало средств.

Видео: Тепло в доме — отопление: Повышение КПД батареи / радиатора водяного отопления

Помимо вышеперечисленных аспектов пассив­ного энергосбережения также стоит упомянуть о новейших решениях с привлечением высоких техно­логий. Такой подход требует внесения значительных и порой радикальных изменений в распространен­ную в нашей стране схему централизованного ото­пления. Большой эффект может быть также получен за счет частичной реконструкции систем отопления.

Существует несколько различных путей повыше­ния эффективности отопительных систем жилых до­мов, отличающихся как объемом затрат при их реа­лизации, так и ограничениями применения.

Наиболее консервативный путь энергосбережения для варианта теплоснабжения от ЦТП – это уста­новки в домах на приборах отопления индивидуаль­ных термостатических регуляторов. Как показывают исследования, внедрение комплексной автоматиза­ции позволяет снизить теплопотребление дома в це­лом (по сравнению с элеваторным узлом) на 15–20 %. Зарубежный опыт показывает, что индивиду­альный учет тепла в комбинации с возможностью регулирования теплопотребления дает экономию теп­ла до 25 %. Эта схема сегодня реализуется в поквартирных системах отопления, например, в экспери­ментальных проектах.

С другой стороны, разработчики и строители но­вых жилых зданий все чаще приходят к выводу о значительных преимуществах современных децен­трализованных систем отопления перед традицион­ными централизованными системами. Не секрет, что в последние годы работа систем центрального отопления почти повсеместно значительно ухудши­лась по причине хронического недофинансирова­ния и износа оборудования. Поэтому часты аварии, остановки и банальный обман потребителя, когда умышленно понижаются давление и температура в теплоцентралях, и потребитель недополучает тепло, исправно за него платя. Такие негативные моменты сведены в системах децентрализованного отопле­ния к минимуму.

Еще одним преимуществом децентрализованных систем оказывается гибкое регулирование мощнос­ти, позволяющее сильно уменьшать ее или полнос­тью отключать систему в случае ненадобности, на­пример, при потеплениях. Кроме того, важным фак­тором можно считать также минимальные теплопо­тери в тепловых сетях, поскольку потребление тепла происходит в непосредственной близости от места его производства, то есть в целом децентрализован­ные системы имеют гораздо больший КПД, чем сис­темы центрального отопления.

Еще одной альтернативой традиционному цент­ральному отоплению в последнее время становится электрическое отопление, которое прежде не на­ходило в России широкого применения и счита­лось убыточным (в 1995 году отапливалось менее 1 % жилого фонда). В то же время доля электричес­кого отопления в Финляндии, Швеции и Дании дос­тигает 50 %.

Но отношение к этому виду отопления быстро меняется в связи с неуклонным подорожанием всех энергоносителей. Причем потенциал роста цен до уровня мировых самый большой у газа, и минималь­ный - у электроэнергии.

Очевидно, из-за этого в последние 3-5 лет произо­шел бурный рост числа систем электрического ото­пления. Например, в Екатеринбурге в течение 2000 г. более 15 % вновь построенного жилья было оснаще­но кабельными системами подогрева пола.

Уже сейчас комбинированные системы электри­ческого отопления не дороже при создании и в эксп­луатации, чем система центрального отопления, и это преимущество будет только расти со временем.

В 2016 году частные потребители тепла в Украине получают тепло из следующих источников: 1. Наиболее распространенный - от электричества, электрокотлы, электрокамины, электрообогреватели... Источником без подробностей в большинстве случаев является "энергия …

Более полугода изучаю вакуумные солнечные трубки длиной 1800 внешним диаметром 58мм внутренним 43-44мм. Внутренний объем трубки - 2,7 литра. Иногда на активном ярком солнце мощность трубки показывало около 130-150Вт, но …

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 (рис. 2.6.). Геотермальная вода подается …

Подстрекаемый решениями последнего съезда ЦК КПСС, советский народ с радостью и воодушевлением воспринял решение Верховного Совета СССР об очередном кидняке люмпенизированного пролетариата и ликвидации пенсионеров и инвалидов как сословия, темпами не ниже 10% в год. (Бурные аплодисменты)

В нашем обществе, товарищи, сложилась порочная практика — доживать до пенсионного возраста, не имея денег. Но это не так страшно, гораздо страшнее, что пенсионеры, инвалиды и ветераны имеют наглость выживать. И причиной этому — льготы. Как выход из сложившейся ситуации, надо повсеместно внедрять монетизацию, которая не позволяла бы увеличиваться пенсионерам в своем количестве. (Аплодисменты, переходящие в овацию).

Примерно такую речь слышит для себя каждый, кто оказался не у дел. И какими бы радужными ни были бы заявления СМИ, все понимают, что чего-то здесь не так. Невозможно такой примитивной одноходовкой, как монетизация, решить такую сложную проблему. Это так же, как в шахматах сделать мат в один ход. А если попробовать проанализировать последствия, то тут будет совсем не до радуг. Наивно было бы полагать, что толпа экономистов, умеющая без последствий для себя умыкнуть миллионы в оффшоры, не смогла придумать ничего лучше, как прямую раздачу денег. И вот тут начинают закрадываться сомнения в том, что какой-то дядя действительно заботится о твоем благе. Для того чтобы понять, что нас ожидает, вовсе не обязательно быть провидцем, достаточно просто иметь память. Вспомнить, каким было отопление вашей квартиры лет двадцать назад и сравнить его с сегодняшним. Вспомнить, какую часть от зарплаты в 100 р. вы отваливали тогда и сколько платите сейчас, зарабатывая свои 100 у.е. Предвидя возражения о дотациях, скажу сразу – брехня. Квартплата в советский период дотировалась только в общагах, воякам, многодетным и ветеранам. Остальные платили по самое не хочу, от 20 до 40 р. за семью из 4 человек в трехкомнатной хрущевке без горячей воды (баксы тогда стоили по 48-65 копеек, тонна угля — 9-12 р.). Но, как бы то ни было, нынче жить стало лучше, нынче жить веселей. Если не верите мне, включите телевизор. Достаточно потрогать батареи отопления, посмотреть на термометр в вашей квартире или просто — снять валенки, чтобы почувствовать всю прелесть прохладного и освежающего дыхания новой жизни. Это вам не смрадное тепло прошлых, застойных времен.

Основная масса населения вообще предпочитает, не мудрствуя лукаво, воткнуть электрообогреватель и не создавать проблем ни себе, ни кочегарам. Но для этого нужен обогреватель и деньги. Мало кто из кочегарской братии отважится поднять температуру в котле выше 70-75С. И их тоже можно понять. Железо оно и есть железо и экстримов не любит. Рисковать тем, чтобы остановить кочегарку среди зимы на ремонт, мало кто отважится, хотя паспортные данные любого водяного котла позволяют разгонять температуру вплоть до 100С. Предел 120С при давлении 0,7 атм.

Поэтому мы имеем то, что имеем. Можно и забастовки делать, но температура воды на подаче в ваш дом выше 70С не будет, а следовательно, и тепла в вашей квартире тоже.

Между тем, есть способ «заставить» батареи обогревать ваше жилище и увеличить их КПД в два, три раза.

Способ простой и не ахти какой трудоемкий. Надо установить вентилятор так, чтобы он дул вдоль батареи. Даже обычного вентилятора от блока питания компьютера хватает, чтобы температура в комнате была выше обычной на 3-5С. Это эквивалентно тому, как если бы вы подключили дополнительно электрообогреватель мощностью 1 квт, или к своей стандартной 6-8 секционной батарее добавили еще десяток секций.

Для этого из жести выгинаем П-образную пластину и края загибаем так, чтобы пластинка прочно удерживалась за ребра батареи. По середине пластины вырезаем отверстие для воздуха и пробиваем 4 маленьких отверстия под крепление вентилятора. Закрепляем вентилятор 4-мя саморезами. Вентилятор от компа расчитан на питание 12 в постоянного тока. Так что подойдет блок питания от старого магнитофона, зарядник для аккумуляторов, но можно слепить и самопальный, с регулировкой напряжения. Тогда можно будет регулировать и обороты вентилятора и шум, который от него исходит. Цепляем это сооружение на батарею, как можно ближе к полу, подключаем и ждем… весну))). Затраты на этот гиперболоид вместе с самопальным блоком питания сопоставимы со стоимостью100 квт/ч электроэнергии. Потребляемая мощность не превышает 4 ватт. Если блок питания будет с регулировкой выходного напряжения, то, регулируя обороты вентилятора, можно регулировать температуру в помещении.

Самое главное то, что, используя такую примочку к вашей батарее, вы уменьшаете зависимость температуры в вашей комнате от настроения кочегара.

Тем, кто решится на этом делать бизнес, я бы посоветовал сделать схему, автоматически отключающую вентилятор в случае, когда температура воздуха в комнате выше температуры батареи. Это на случай, если в кочегарке остановят котел на очистку.

В летнее время этот же самый агрегат можно использовать как эрзац-кондиционер. И еще один плюс: так как скорость гниения (ржавления) магистральных труб напрямую зависит от температуры воды, то таким образом можно, снизив температуру воды до приемлемых пределов, продлить срок службы трубопроводов и котлов.

Про бизнес, про экономию и возможных доходах из этого додумаете сами…

Описание:

Повышение энергоэффективности зданий может быть достигнуто за счет повышения уровня теплозащиты оболочки здания и совершенствования систем отопления и вентиляции.

Поквартирная система вентиляции с утилизаторами теплоты

Пилотный проект жилого дома

С. Ф. Серов , ООО «МИКТЕРМ», otvet@сайт

А. Ю. Милованов , ООО «НПО ТЕРМЭК»

Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» предусматривает значительное снижение энергопотребления системами отопления и вентиляции жилых зданий.

Проектом приказа Министерства регионального развития Российской Федерации планируется ввести нормируемые уровни удельного годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию. В качестве базового уровня энергопотребления вводятся показатели, соответствующие проектам зданий, выполненным по нормативам 2008 года до ввода в действие федерального закона.

Так, постановлением Правительства Москвы № 900-ПП удельное потребление энергии на отопление, горячее водоснабжение, освещение и эксплуатацию общедомового инженерного оборудования в многоквартирных жилых домах установлено с 1 октября 2010 года на уровне 160 кВт·ч/м 2 ·год, с 1 января 2016 года запланировано снизить показатель до 130 кВт·ч/м 2 ·год, а с 1 января 2020 года – до 86 кВт·ч/м 2 ·год. На долю отопления и вентиляции в показателях 2010 года приходится примерно 25–30%, или 40–50 кВт·ч/м 2 ·год. На 1 июля 2010 года норматив в Москве составлял 215 кВт·ч/м 2 ·год, из которых на отопление и вентиляцию приходилось 90–95 кВт·ч/м 2 ·год.

Повышение энергоэффективности зданий может быть достигнуто за счет повышения уровня теплозащиты оболочки здания и совершенствования систем отопления и вентиляции.

В базовых показателях распределение расходов тепловой энергии в типовой многоэтажной застройке осуществляется примерно поровну между трансмиссионными теплопотерями (50–55%) и вентиляцией (45–50%).

Примерное распределение годового теплового баланса на отопление и вентиляцию:

• трансмиссионные теплопотери – 63–65 кВт·ч/м 2 ·год;
• нагрев вентиляционного воздуха – 58–60 кВт·ч/м 2 ·год;
• внутренние тепловыделения и инсоляция – 25–30 кВт·ч/м 2 ·год.

Можно ли только за счет повышения уровня теплозащиты ограждений здания добиться достижения нормативов?

С введением требований энергоэффективности правительство Москвы предписывает увеличение сопротивления теплопередаче ограждений здания к уровню 1 октября 2010 года для стен с 3,5 до 4,0 град·м 2 /Вт, для окон с 1,8 до 1,0 град·м 2 /Вт. С учетом этих требований трансмиссионные теплопотери понизятся до 50–55 кВт·ч/м 2 ·год, а общий показатель энергоэффективности – до 80–85 кВт·ч/м 2 ·год.

Эти показатели удельного теплопотребления выше минимальных требований. Следовательно, только теплозащитой проблема энергоэффективности жилых зданий не решается. К тому же отношение специалистов к значительному повышению требований к сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций неоднозначное .

Надо отметить, что в практику массового строительства жилых зданий вошли современные системы отопления с использованием комнатных термостатов, балансировочных клапанов и погодозависимой автоматики тепловых пунктов.

Сложнее обстоят дела с системами вентиляции. До настоящего времени в массовом строительстве используются естественные системы вентиляции. Применение стеновых и оконных саморегулирующих приточных клапанов является средством ограничения сверхнормативного воздухообмена и кардинально не решает проблему энергосбережения.

В мировой практике широко используются системы механической вентиляции с утилизацией теплоты вытяжного воздуха. Энергетическая эффективность утилизаторов теплоты составляет до 65% для пластинчатых теплообменников и до 85% для роторных.

При использовании этих систем в условиях Москвы снижение годового теплопотребления на отопление и вентиляцию к базовому уровню может составить 38–50 кВт·ч/м 2 ·год, что позволяет снизить общий удельный показатель теплопотребления до 50–60 кВт·ч/м 2 ·год без изменения базового уровня теплозащиты ограждений и обеспечить 40%-ное снижение энергоемкости систем отопления и вентиляции, предусмотренное с 2020 года.

Проблема состоит в экономической эффективности механических систем вентиляции с утилизаторами теплоты вытяжного воздуха и необходимости их квалифицированного обслуживания. Импортные квартирные установки достаточно дороги, и их себестоимость в монтаже под ключ обходится в 60–80 тыс. руб. на одну квартиру. При действующих тарифах на электроэнергию и стоимости обслуживания они окупаются за 15–20 лет, что является серьезным препятствием для их применения в массовом строительстве доступного жилья. Приемлемой стоимостью установки для жилья эконом-класса следует признать 20–25 тыс. руб.

Квартирные системы вентиляции с пластинчатым теплоутилизатором

В рамках федеральной целевой программы Минобрнауки РФ ООО «МИКТЕРМ» провело исследования и разработало лабораторный образец энергосберегающей квартирной системы вентиляции (ЭСВ) с пластинчатым теплоутилизатором. Образец разработан как бюджетный вариант установки для жилых зданий эконом-класса.

При создании бюджетной квартирной установки, удовлетворяющей санитарным нормам, были приняты следующие технические решения, позволившие снизить стоимость ЭСВ:

• теплообменник изготовлен из пластин сотового поликарбоната;
• исключен электроподогреватель N = 500 Вт;
• за счет низкого аэродинамического сопротивления теплообменника расход энергии составляет 46 Вт;
• использована простая автоматика, обеспечивающая надежную работу установки.

Калькуляция стоимости разработанной ЭСВ приведена в таблице.

В отличие от импортных аналогов, в установке не используются электрические нагреватели ни для защиты от обмерзания, ни для догрева воздуха. Установка на испытаниях показала энергетическую эффективность не менее 65%.

Защита от обмерзания решена следующим образом. При обмерзании теплообменника происходит повышение аэродинамического сопротивления вытяжного тракта, которое регистрируется датчиком давления, дающим команду на кратковременное снижение расхода приточного воздуха до восстановления нормального давления.

На рис. 1 показан график изменения температуры приточного воздуха в зависимости от температуры наружного воздуха при разных расходах приточного воздуха. Расход вытяжного воздуха при этом постоянный и равен 150 м 3 /ч.

Пилотный проект энергоэффективного жилого дома

На базе квартирной установки с теплоутилизатором был разработан пилотный проект энергоэффективного жилого дома в Северном Измайлово в Москве. Проектом предусмотрены технические требования для квартирных установок приточно-вытяжной вентиляции с утилизаторами тепла. Для инновационной установки приведены характеристики ООО «МИКТЕРМ».

Установки предназначены для энергоэффективной сбалансированной вентиляции и создания комфортного климата в жилых помещениях до 120 м 2 . Предусмотрена поквартирная вентиляция с механическим побуждением и утилизацией тепла вытяжного воздуха для нагрева приточного. Приточно-вытяжные агрегаты устанавливаются автономно в коридорах квартир и оснащаются фильтрами, пластинчатым теплообменником и вентиляторами. В состав комплектации установки входят средства автоматизации и пульт управления, позволяющий регулировать воздухопроизводительность установки.

Проходя через вентиляционную установку с пластинчатым утилизатором, вытяжной воздух нагревает приточный до температуры t = +4,0 ˚С (при наружной температуре воздуха t = –28 ˚С). Компенсация дефицита тепла на нагрев приточного воздуха осуществляется нагревательными приборами отопления.

Забор наружного воздуха осуществляется с лоджии данной квартиры, вытяжка, объединенная в пределах одной квартиры из ванн, санузлов и кухонь, после утилизатора выводится в выбросной канал через спутник и выбрасывается в пределах технического этажа. При необходимости отвод конденсата от теплоутилизатора предусматривается в канализационный стояк, оборудованный капельной воронкой HL 21 с запахозапирающим устройством. Стояк расположен в помещении санузлов.

Регулирование расхода приточного и вытяжного воздуха осуществляется посредством одного пульта управления. Агрегат может быть переключен с обычного режима работы с утилизацией тепла на летний режим без утилизации. Переключение осуществляется с помощью заслонки, размещенной в теплоутилизаторе. Вентиляция технического этажа осуществляется через дефлекторы. По результатам испытаний, эффективность применения установки с теплоутилизатором может достигать 67 %.

Расчетный расход тепла на подогрев приточного воздуха на одну квартиру при применении прямоточной вентиляции составляет:
Q = L ·C ·γ·∆t , Q = 110 × 1,2 × 0,24 × 1,163 × (20 – (–28)) = 1800 Вт.
При применении пластинчатого теплоутилизатора расход тепла на догрев приточного воздуха
Q = 110 × 1,2 × 0,24 × × 1,163 × (20 – 4) = 590 Вт.
Экономия тепла на одну квартиру при расчетной наружной температуре составляет 1210 Вт. Всего экономия тепла по дому составляет
1210 × 153 = 185130 Вт.

Объем приточного воздуха принят для возмещения вытяжки из помещений санузла, ванны, кухни. Не предусмотрен вытяжной канал для подключения кухонного оборудования (вытяжной зонт от плиты работает на рециркуляцию). Приток разведен через звукопоглощающие воздуховоды по жилым комнатам. Предусмотрена зашивка вентиляционной установки в поквартирных коридорах строительной конструкцией с лючками для обслуживания и вытяжного воздуховода от вентиляционной установки до вытяжной шахты. На складе службы эксплуатации предусмотрены четыре резервных вентилятора. На рис. 2 представлена принципиальная схема вентиляции многоквартирного жилого дома, а на рис. 3 – план типового этажа с размещением вентиляционных установок.

Дополнительные затраты на устройство поквартирной вентиляции с утилизацией теплоты вытяжного воздуха на весь дом оцениваются в 3 млн руб. Годовая экономия теплоты составит 19 800 кВт·ч. С учетом изменения существующих тарифов на тепловую энергию простой срок окупаемости составит около 8 лет.

Литература

1. Постановление Правительства Москвы № 900-ПП от 5 октября 2010 года «О повышении энергетической эффективности жилых, социальных и общественно-деловых зданий в г. Москве и внесении изменений в постановление Правительства Москвы от 9 июня 2009 года № 536-ПП».
2. Ливчак В.И. Повышение энергетической эффективности зданий // Энергосбережение.– 2012.– № 6.
3. Гагарин В.Г. Макроэкономические аспекты обоснования энергосберегающих мероприятий при повышении теплозащиты ограждающих конструкций зданий // Строительные материалы.– 2010.– Март.
4. Гагарин В.Г., Козлов В.В. О нормировании теплопотерь через оболочку здания // Архитектура и строительство.– 2010.– № 3.