V.G. Hromcenkov, șef laborator, G.V. Ivanov, student absolvent,
E.V. Hromcenkova, studentă,
Departamentul „Sisteme industriale de căldură și energie”,
Institutul Energetic din Moscova (Universitatea Tehnică)

Această lucrare rezumă câteva dintre rezultatele cercetărilor noastre ale secțiunilor rețelelor de încălzire (TN) ale sistemului de alimentare cu căldură din sectorul locuințelor și serviciilor comunale cu o analiză a nivelului existent de pierderi de energie termică în rețelele de încălzire. Lucrarea s-a desfășurat în diferite regiuni ale Federației Ruse, de regulă, la solicitarea managementului locuințelor și serviciilor comunale. O cantitate semnificativă de cercetări a fost efectuată și în cadrul Proiectului de transfer al fondului de locuințe departamentale asociat cu un împrumut de la Banca Mondială.

Determinarea pierderilor de căldură în timpul transportului lichidului de răcire este o sarcină importantă, ale cărei rezultate au un impact grav în procesul de formare a unui tarif pentru energia termică (TE). Prin urmare, cunoașterea acestei valori vă permite, de asemenea, să selectați corect puterea echipamentului principal și auxiliar al centralei de încălzire și, în cele din urmă, a sursei de căldură a combustibilului. Mărimea pierderilor de căldură în timpul transportului lichidului de răcire poate deveni un factor decisiv în alegerea structurii sistemului de alimentare cu căldură cu posibila sa descentralizare, alegerea programului de temperatură al sistemului de încălzire etc. Determinarea pierderilor reale de căldură și compararea acestora cu valorile standard ne permite să justificăm eficiența lucrărilor de modernizare a sistemului de încălzire cu înlocuirea conductelor și/sau izolarea acestora.

Adesea, valoarea pierderilor relative de căldură este acceptată fără o justificare suficientă. În practică, valorile pierderilor relative de căldură sunt adesea multipli de cinci (10 și 15%). Trebuie remarcat faptul că în în ultima vreme Din ce în ce mai multe întreprinderi municipale calculează pierderile standard de căldură, care, în opinia noastră, ar trebui determinate în obligatoriu. Pierderile standard de căldură iau în considerare în mod direct principalii factori de influență: lungimea conductei, diametrul acesteia și temperaturile lichidului de răcire și mediu. Nu se ia în considerare doar starea reală a izolației conductei. de reglementare pierderi de căldură trebuie calculată pentru întregul vehicul, determinându-se pierderile de căldură din scurgerile de lichid de răcire și de la suprafața de izolație a tuturor conductelor prin care se furnizează căldură din sursa de căldură existentă. Mai mult, aceste calcule trebuie efectuate atât în ​​versiunea planificată (calculată), luând în considerare datele statistice medii privind temperatura aerului exterior, solului, durata perioadei de încălzire etc., cât și clarificate la final conform datele reale ale parametrilor specificați, inclusiv luarea în considerare a temperaturilor efective a lichidului de răcire din conductele de întoarcere și de retur.

Cu toate acestea, chiar dacă am determinat corect pierderile standard medii pentru întregul sistem de transport urban, aceste date nu pot fi transferate către secțiunile sale individuale, așa cum se face adesea, de exemplu, atunci când se determină valoarea încărcăturii termice conectate și se selectează capacitatea de echipamentele de schimb de căldură și pompare ale unei centrale termice aflate în construcție sau modernizare. Este necesar să le calculați pentru această secțiune specifică a vehiculului, altfel puteți obține o eroare semnificativă. Deci, de exemplu, la determinarea pierderilor de căldură standard pentru două microdistricte alese arbitrar ale unuia dintre orașele din regiunea Krasnoyarsk, cu aproximativ aceeași sarcină de căldură conectată estimată a unuia dintre ele, acestea s-au ridicat la 9,8%, iar celălalt - 27 %, adică s-a dovedit a fi de 2,8 ori mai mare. Valoarea medie a pierderilor de căldură în oraș, acceptată în timpul calculelor, este de 15%. Astfel, în primul caz, pierderile de căldură s-au dovedit a fi de 1,8 ori mai mici, iar în celălalt - de 1,5 ori mai mari decât pierderile standard medii. Aşa mare diferenta este ușor de explicat dacă împărțim cantitatea de căldură transferată pe an la suprafața conductei prin care are loc pierderea de căldură. În primul caz, acest raport este de 22,3 Gcal/m2, iar în al doilea - doar 8,6 Gcal/m2, adică. de 2,6 ori mai mult. Un rezultat similar poate fi obținut prin simpla comparare a caracteristicilor materialelor secțiunilor rețelei de încălzire.

În general, eroarea la determinarea pierderilor de căldură în timpul transportului lichidului de răcire într-o anumită secțiune a vehiculului în comparație cu valoarea medie poate fi foarte mare.

În tabel Figura 1 prezintă rezultatele unui studiu a 5 secțiuni ale sistemului de încălzire Tyumen (pe lângă calcularea pierderilor de căldură standard, am efectuat și măsurători ale pierderilor reale de căldură de la suprafața izolației conductei, vezi mai jos). Prima secțiune este o secțiune principală a vehiculului cu diametre mari de conducte

și costuri corespunzătoare cu lichidul de răcire. Toate celelalte secțiuni ale vehiculului sunt fundături. Consumatorii FC din secțiunile a doua și a treia sunt clădiri cu 2 și 3 etaje situate de-a lungul a două străzi paralele. Secțiunile a patra și a cincea au, de asemenea, o cameră termică comună, dar dacă consumatorii din secțiunea a patra sunt amplasați compact case relativ mari cu patru și cinci etaje, atunci în a cincea secțiune există case private cu un etaj situate de-a lungul unei străzi lungi. .

După cum se vede din tabel. 1, pierderile reale de căldură relative în tronsoanele studiate ale conductelor se ridică adesea la aproape jumătate din căldura transferată (secțiunile nr. 2 și nr. 3). În zona nr. 5, unde se află casele private, mai mult de 70% din căldură se pierde în mediu, în ciuda faptului că coeficientul de exces al pierderilor absolute față de valorile standard este aproximativ același ca în alte zone. Dimpotrivă, cu o dispunere compactă a consumatorilor relativ mari, pierderile de căldură sunt reduse drastic (secțiunea nr. 4). Viteza medie a lichidului de răcire în această zonă este de 0,75 m/s. Toate acestea duc la faptul că pierderile reale de căldură relative în această secțiune sunt de peste 6 ori mai mici decât în ​​alte secțiuni fără fund, însumând doar 7,3%.

Pe de altă parte, în secțiunea nr. 5 viteza lichidului de răcire este în medie de 0,2 m/s, iar în ultimele tronsoane ale rețelei de încălzire (neprezentate în tabel) datorită diametrelor mari ale conductelor și debitelor mici de lichid de răcire este doar 0,1-0,02 m/s. Luând în considerare diametrul relativ mare al conductei și, prin urmare, suprafața de schimb de căldură, aceasta intră în pământ număr mare căldură.

Trebuie avut în vedere faptul că cantitatea de căldură pierdută de la suprafața conductei practic nu depinde de viteza de mișcare a apei din rețea, ci depinde doar de diametrul acesteia, de temperatura lichidului de răcire și de starea izolației. acoperire. Cu toate acestea, în ceea ce privește cantitatea de căldură transferată prin conducte,

pierderile de căldură depind direct de viteza lichidului de răcire și cresc brusc pe măsură ce aceasta scade. În cazul limitativ, când viteza lichidului de răcire este de centimetri pe secundă, adică. apa practic stă în conductă, cea mai mare parte a combustibilului poate fi pierdută în mediu, deși pierderile de căldură nu le pot depăși pe cele standard.

Astfel, mărimea pierderilor relative de căldură depinde de starea învelișului izolator și este, de asemenea, determinată în mare măsură de lungimea vehiculului și diametrul conductei, viteza de mișcare a lichidului de răcire prin conductă și puterea termică. a consumatorilor conectați. Prin urmare, prezența unor mici consumatori de combustibil în sistemul de alimentare cu căldură, îndepărtați de sursă, poate duce la o creștere a pierderilor relative de căldură cu multe zeci de procente. Dimpotrivă, în cazul unui vehicul compact cu consumatori mari, pierderile relative se pot ridica la câteva procente din căldura furnizată. Toate acestea trebuie reținute atunci când proiectați sisteme de alimentare cu căldură. De exemplu, pentru site-ul nr. 5 discutat mai sus, ar putea fi mai economic să instalați generatoare individuale de căldură pe gaz în case private.

În exemplul de mai sus, am determinat, împreună cu cele standard, pierderile reale de căldură de la suprafața izolației conductei. Cunoașterea pierderilor reale de căldură este foarte importantă deoarece... acestea, după cum a arătat experiența, pot fi de câteva ori mai mari decât valorile standard. Astfel de informații vă vor permite să aveți o idee despre starea reală a izolației termice a conductelor vehiculelor, să identificați zonele cu cele mai mari pierderi de căldură și să calculați eficiența economică a înlocuirii conductelor. În plus, prezența unor astfel de informații va face posibilă justificarea costului real de 1 Gcal de căldură furnizată către comisia regională de energie. Cu toate acestea, dacă pierderile de căldură asociate cu scurgerile de lichid de răcire pot fi determinate de reaprovizionarea efectivă a sistemului de încălzire în prezența datelor adecvate la sursa de combustibil și, în absența acestora, pot fi calculate valorile standard ale acestora, determinându-se apoi căldura reală. pierderile de la suprafața izolației conductelor sunt o sarcină foarte dificilă.

În conformitate cu, pentru a determina pierderile reale de căldură în secțiunile testate ale unui sistem de încălzire a apei cu două conducte și pentru a le compara cu valorile standard, trebuie organizat un inel de circulație, format din conducte înainte și retur cu un jumper între ele. Toate filialele și abonații individuali trebuie să fie deconectați de la acesta, iar debitul în toate secțiunile vehiculului trebuie să fie același. În acest caz, volumul minim al secțiunilor testate în funcție de caracteristicile materialului trebuie să fie de cel puțin 20% din caracteristicile materialului întregii rețele, iar diferența de temperatură a lichidului de răcire trebuie să fie de cel puțin 8 °C. Astfel, ar trebui să se formeze un inel lung (de câțiva kilometri).

Ținând cont de imposibilitatea practică de a efectua teste prin această metodă și de a îndeplini o serie de cerințe ale acesteia, în condițiile sezonului de încălzire, precum și de complexitatea și greutatea sa, am propus și folosit cu succes de mulți ani o metodă de testare termică. bazate pe legi fizice simple ale transferului de căldură. Esența sa constă în faptul că, cunoscând scăderea („coborârea”) a temperaturii lichidului de răcire în conductă de la un punct de măsurare la altul cu un debit cunoscut și constant, este ușor de calculat pierderea de căldură într-un anumit punct. secțiunea vehiculului. Apoi, la temperaturi specifice ale lichidului de răcire și ale mediului, în conformitate cu valorile obținute ale pierderilor de căldură sunt recalculate la condițiile medii anuale și comparate cu cele standard, de asemenea reduse la condițiile medii anuale pentru o anumită regiune, ținând cont de programul de temperatură al furnizării căldurii. După aceasta, se determină coeficientul de exces al pierderilor reale de căldură față de valorile standard.

Măsurarea temperaturii lichidului de răcire

Având în vedere valorile foarte mici ale diferenței de temperatură a lichidului de răcire (zecimi de grad), se impun cerințe crescute atât asupra dispozitivului de măsurare (scara trebuie să fie cu zecimi de OC), cât și asupra minuțiozității măsurătorilor în sine. La măsurarea temperaturii, suprafața țevilor trebuie curățată de rugină, iar țevile din punctele de măsurare (la capetele secțiunii) să aibă de preferință același diametru (aceeași grosime). Ținând cont de cele de mai sus, temperatura lichidelor de răcire (conductele de trecere și retur) trebuie măsurată în punctele de ramificare a sistemului de încălzire (asigurând debitul constant), adică. în camere termice şi fântâni.

Măsurarea debitului lichidului de răcire

Debitul de lichid de răcire trebuie determinat pentru fiecare dintre secțiunile neramificate ale vehiculului. În timpul testării, uneori a fost posibil să se utilizeze un debitmetru portabil cu ultrasunete. Dificultatea de a măsura direct debitul de apă cu un dispozitiv se datorează faptului că cel mai adesea secțiunile supravegheate ale vehiculului sunt situate în canale subterane impracticabile, iar în puțurile termice, datorită supapelor de închidere situate în el, nu este întotdeauna posibil să se respecte cerința privind lungimile necesare ale secțiunilor drepte înainte și după locația de instalare a dispozitivului. Prin urmare, pentru determinarea debitelor de lichid de răcire în secțiunile sondate ale magistralei de încălzire, împreună cu măsurătorile directe ale debitului, în unele cazuri s-au folosit date de la contoare de căldură instalate pe clădirile conectate la aceste secțiuni ale rețelei. În lipsa contoarelor de căldură în clădire, debitele de apă din conductele de alimentare sau retur au fost măsurate cu un debitmetru portabil la intrarea în clădiri.

Dacă a fost imposibil să se măsoare direct debitul de apă din rețea, valorile calculate ale acesteia au fost utilizate pentru a determina debitul de lichid de răcire.

Astfel, cunoscând debitul lichidului de răcire la ieșirea cazanelor, precum și în alte zone, inclusiv clădirile conectate la secțiunile sondate ale rețelei de încălzire, este posibil să se determine costurile în aproape toate secțiunile vehiculului.

Un exemplu de utilizare a tehnicii

De asemenea, trebuie menționat că este cel mai ușor, mai convenabil și mai precis să efectuați o astfel de examinare dacă fiecare consumator, sau cel puțin majoritatea, are contoare de căldură. Este mai bine dacă contoarele de căldură au o arhivă de date pe oră. Primind de la ei informatiile necesare, este ușor să determinați atât debitul de lichid de răcire în orice parte a vehiculului, cât și temperatura lichidului de răcire în punctele cheie, ținând cont de faptul că, de regulă, clădirile sunt situate în imediata apropiere a unei camere termice sau a puțului. Astfel, am efectuat calcule ale pierderilor de căldură într-unul dintre microdistrictele din Izhevsk fără a vizita site-ul. Rezultatele au fost aproximativ aceleași ca la examinarea vehiculelor din alte orașe cu condiții similare - temperatura lichidului de răcire, durata de viață a conductei etc.

Măsurătorile repetate ale pierderilor reale de căldură de la suprafața izolației conductelor TS în diferite regiuni ale țării indică faptul că pierderile de căldură de la suprafața conductelor care au fost în funcțiune de 10-15 sau mai mulți ani la așezarea conductelor în canale impracticabile 1,5-2,5 ori mai mare decât valorile standard. Acesta este cazul dacă nu există încălcări vizibile ale izolației conductei, nu există apă în tăvi (conform cel puţin, în timpul măsurătorilor), precum și urme indirecte ale prezenței sale, i.e. conducta este în stare aparent normală. În cazul în care sunt prezente încălcările de mai sus, pierderile reale de căldură pot depăși valorile standard de 4-6 sau de mai multe ori.

De exemplu, sunt prezentate rezultatele unui sondaj al uneia dintre secțiunile sistemului de încălzire, a cărui alimentare cu căldură se realizează de la centrala termică a orașului Vladimir (Tabelul 2) și de la cazanul unuia. a microdistrictelor acestui oraș (Tabelul 3). În total, în timpul lucrărilor, au fost examinați aproximativ 9 km din magistrala de încălzire de 14 km, care au fost planificate a fi înlocuite cu țevi noi, preizolate, într-o carcasă din spumă poliuretanică. Au fost supuse înlocuirii tronsoane de conducte prin care se asigură alimentarea cu căldură de la 4 cazane municipale și de la o centrală termică.

Analiza rezultatelor sondajului arată că pierderile de căldură în zonele cu alimentare cu energie termică de la centralele termice sunt de 2 ori sau mai mari decât pierderile de căldură în zonele rețelei de încălzire aparținând cazanelor municipale. Acest lucru se datorează în mare măsură faptului că durata lor de viață este adesea de 25 de ani sau mai mult, ceea ce este cu 5-10 ani mai lungă decât durata de viață a conductelor prin care este furnizată căldura de la cazane. Al doilea motiv stare mai buna conductele, în opinia noastră, este că lungimea secțiunilor deservite de lucrătorii cazanelor este relativ mică, sunt amplasate compact și este mai ușor pentru conducerea centralei să monitorizeze starea rețelei de încălzire, să detecteze scurgerile de lichid de răcire în timp util, și efectuați lucrări de reparații și întreținere. Cazanele au instrumente pentru determinarea debitului de apă de completare, iar în cazul unei creșteri vizibile a debitului de „adăugare”, scurgerile pot fi detectate și eliminate.

Astfel, măsurătorile noastre au arătat că tronsoanele vehiculului destinate înlocuirii, în special tronsoanele conectate la centrala termică, sunt într-adevăr în stare proastă în ceea ce privește pierderile crescute de căldură de la suprafața de izolație. În același timp, analiza rezultatelor a confirmat datele obținute din alte anchete despre viteze relativ scăzute ale lichidului de răcire (0,2-0,5 m/s) în majoritatea secțiunilor vehiculului. Acest lucru duce, după cum s-a menționat mai sus, la o creștere a pierderilor de căldură și dacă poate fi justificată cumva atunci când se operează conducte vechi care sunt în stare satisfăcătoare, atunci când se modernizează un vehicul (în cea mai mare parte), este necesar să se reducă diametrul conductele înlocuite. Acest lucru este cu atât mai important, având în vedere faptul că, la înlocuirea secțiunilor vechi ale vehiculului cu altele noi, trebuia să se folosească țevi preizolate (de același diametru), ceea ce este asociat cu costuri ridicate (costul țevilor, supape de oprire, coturi etc.), astfel reducând diametrul conductelor noi până la valori optime poate reduce semnificativ costurile totale.

Modificarea diametrelor conductei necesită calcule hidraulice ale întregului vehicul.

Astfel de calcule au fost efectuate în legătură cu sistemele tehnice ale a patru case de cazane municipale, care au arătat că din 743 de secțiuni de rețea, diametrele conductelor ar putea fi reduse semnificativ în 430. Condițiile limită pentru calcule au fost o presiune disponibilă constantă la centralele (nu a fost prevăzută înlocuirea pompelor) și asigurarea unei presiuni la consumatori de cel puțin 13 m Efectul economic este doar din reducerea costului conductelor în sine și închidere -supape de oprire fără a lua în considerare alte componente - costul echipamentelor (ramuri, compensatoare etc.) .d.), precum și reducerea pierderilor de căldură din cauza scăderii diametrului conductei s-a ridicat la 4,7 milioane de ruble.

Măsurătorile noastre ale pierderilor de căldură într-o secțiune a unui sistem de încălzire dintr-unul din microdistrictele din Orenburg după o înlocuire completă a conductelor cu altele noi preizolate într-o carcasă de spumă poliuretanică au arătat că pierderile de căldură au fost cu 30% mai mici decât cele standard.

Concluzii

1. Atunci când se calculează pierderile de căldură într-un vehicul, este necesar să se determine pierderile standard pentru toate secțiunile rețelei în conformitate cu metodologia dezvoltată.

2. În prezența consumatorilor mici și îndepărtați, pierderile de căldură de la suprafața izolației conductelor pot fi foarte mari (zeci de procente), deci este necesar să se ia în considerare fezabilitatea furnizării alternative de căldură a acestor consumatori.

3. Pe lângă determinarea pierderilor standard de căldură în timpul transportului lichidului de răcire de-a lungul

Este necesar să se determine pierderile reale în secțiunile caracteristice individuale ale vehiculului, ceea ce va face posibilă o imagine reală a stării acestuia, să selecteze în mod rezonabil zonele care necesită înlocuirea conductelor și să se calculeze mai precis costul de 1 Gcal. de căldură.

4. Practica arată că vitezele lichidului de răcire în conductele vehiculelor sunt adesea scăzute, ceea ce duce la o creștere bruscă a pierderilor relative de căldură. În astfel de cazuri, atunci când se efectuează lucrări legate de înlocuirea conductelor vehiculelor, ar trebui să se străduiască să se reducă diametrul conductelor, ceea ce va necesita calcule hidraulice și reglarea vehiculului, dar va reduce semnificativ costul achiziționării de echipamente și va reduce semnificativ. pierderi de căldură în timpul funcționării vehiculului. Acest lucru este valabil mai ales atunci când se utilizează țevi moderne preizolate. În opinia noastră, vitezele lichidului de răcire de 0,8-1,0 m/s sunt aproape de optime.

[email protected]

Literatură

1. „Metodologie pentru determinarea nevoii de combustibil, energie electrică și apă în producția și transmiterea energiei termice și a lichidelor de răcire în sistemele municipale de alimentare cu căldură”, Comitetul de Stat al Federației Ruse pentru Construcții și Locuințe și Servicii Comunale, Moscova. 2003, 79 p.

V.G.

Semenov, redactor-șef al revistei Heat Supply News

Situația actuală

Problema determinării pierderilor reale de căldură este una dintre cele mai importante în furnizarea de căldură. Pierderile mari de căldură sunt principalul argument al susținătorilor descentralizării alimentării cu energie termică, al căror număr crește proporțional cu numărul de companii producătoare sau vânzând cazane mici și camere de cazane. Preamărirea descentralizării are loc pe fundalul unei tăceri ciudate din partea șefilor întreprinderilor de furnizare de căldură rareori îndrăznește cineva să numească cifrele pierderilor de căldură, iar dacă sunt numite, atunci sunt normative; în majoritatea cazurilor, nimeni nu cunoaște pierderile reale de căldură din rețele.

În lipsa dispozitivelor de contorizare, avem propria noastră schemă financiară.

Din volumul producției de căldură determinat de dispozitivele de contorizare la sursa de căldură se scad pierderile standard de căldură și consumul total al abonaților cu dispozitive de contorizare. Tot ceea ce rămâne este anulat pentru consumatorii nereprezentați, de exemplu. de cele mai multe ori. sector rezidential. Cu această schemă, reiese că, cu cât pierderile în rețelele de încălzire sunt mai mari, cu atât veniturile întreprinderilor de furnizare a căldurii sunt mai mari. Este dificil să se solicite o reducere a pierderilor și a costurilor într-o astfel de schemă economică.În unele orașe rusești, s-au încercat să includă pierderi de rețea în tarifele care depășesc norma, dar acestea au fost rupte din răsputeri de comisiile regionale de energie sau de organismele municipale de reglementare limitând „creșterea nelimitată a tarifelor pentru produsele și serviciile monopolurilor naturale. ” Nici măcar îmbătrânirea naturală a izolației nu este luată în considerare. Ideea este că atunci când sistem existent chiar și un refuz complet de a lua în considerare pierderile de căldură în rețele în tarife (în timp ce se fixează costurile specifice pentru generarea de căldură) nu va face decât să reducă componenta combustibil în tarife, dar în aceeași proporție va crește volumul vânzărilor cu plata la

tarif complet . Scăderea veniturilor din reducerea tarifului se dovedește a fi de 2-4 ori mai mică decât beneficiul din creșterea volumului de căldură vândută (proporțional cu ponderea componentei combustibil în tarife). Mai mult, consumatorii care au dispozitive de contorizare economisesc prin reducerea tarifelor, în timp ce cei fără contorizare (în principal rezidenți) compensează aceste economii în volume mult mai mari. Problemele pentru întreprinderile de furnizare a căldurii încep doar atunci când majoritatea consumatorilor instalează dispozitive de contorizare și reducerea pierderilor pe cele rămase devine dificilă, deoarece imposibil de explicat

Pierderile de căldură sunt de obicei calculate ca procent din producția de căldură fără a ține cont de faptul că economia de energie în rândul consumatorilor duce la o creștere a pierderilor de căldură specifice, chiar și după înlocuirea rețelelor de încălzire cu diametre mai mici (datorită suprafeței specifice mai mari a conducte). Sursele de căldură în buclă și rețelele redundante cresc, de asemenea, pierderile specifice de căldură. În același timp, conceptul de „pierderi normative de căldură” nu ia în considerare necesitatea de a exclude din normă pierderile din așezarea conductelor cu diametre excesive. În orașele mari, problema este agravată de multitudinea proprietarilor de rețele de încălzire, printre care este aproape imposibil să se împartă pierderile de căldură fără a organiza o contorizare pe scară largă.

În municipiile mici, organizația de furnizare a căldurii reușește adesea să convingă administrația să includă în tarif pierderile de căldură umflate, justificând acest lucru cu orice. subfinanțare; moștenire proastă de la liderul anterior; amplasarea profundă a rețelelor de încălzire; amplasarea la mică adâncime a rețelelor de încălzire; zone mlăștinoase;

garnitură de canal; instalare fără canale etc. În acest caz, nu există nicio motivație pentru a reduce pierderile de căldură.

Toate companiile de furnizare de căldură trebuie să testeze rețelele de încălzire pentru a determina pierderile reale de căldură. Singura metodă de testare existentă presupune selectarea unei rețele de încălzire tipice, golirea acesteia, refacerea izolației și testarea în sine, creând o buclă de circulație închisă. Ce pierderi de căldură se pot obține în timpul unor astfel de teste. desigur, aproape de cele normative.

Așa obțin pierderi standard de căldură în toată țara, cu excepția unor excentrici care vor să trăiască în afara regulilor.

Modificarea temperaturii apei din rețea la sursa de căldură și măsurarea temperaturii în puncte caracteristice cu înregistratoare cu înregistrare secundă cu secundă, de asemenea, nu ne-au permis să obținem precizia necesară în măsurarea debitului și, în consecință, a pierderilor de căldură. Utilizarea debitmetrelor aeriene este limitată de secțiuni drepte în camere, de precizia măsurării și de necesitatea de a avea un număr mare de dispozitive scumpe.

Metoda propusă pentru estimarea pierderilor de căldură

În majoritatea sistemelor centralizate de alimentare cu căldură există câteva zeci de consumatori care au dispozitive de contorizare. Cu ajutorul lor, puteți determina un parametru care caracterizează pierderile de căldură în rețea ( q pierderi– pierderea medie de căldură pe m 3 pentru sistem

lichid de răcire pe kilometru dintr-o rețea de încălzire cu două conducte).

1. Folosind capabilitățile arhivelor calculatorului de căldură, temperatura medie lunară (sau orice altă perioadă de timp) a apei din conducta de alimentare este determinată pentru fiecare consumator care are dispozitive de contorizare a căldurii Tși debitul de apă în conducta de alimentare G .

2. În mod similar, la sursa de căldură se determină mediile pentru aceeași perioadă de timp TŞi G .

3. Pierderea medie de căldură prin izolarea conductei de alimentare, la care se face referire i consumatorul

4. Pierderi totale de căldură în conductele de alimentare ale consumatorilor cu dispozitive de contorizare:

5. Pierderile de căldură specifice medii ale rețelei în conductele de alimentare

Unde: eu. cea mai scurtă distanță de-a lungul rețelei de la sursa de căldură până la i consumatorul.

6. Debitul de lichid de răcire este determinat pentru consumatorii care nu au contoare de căldură:

a) pentru sisteme închise

Unde G – reîncărcare medie orară a rețelei de încălzire la sursa de căldură pentru perioada analizată;

b) pentru sisteme deschise

Unde: G – reaprovizionarea medie orară a rețelei de încălzire la sursa de căldură pe timp de noapte;

G – consumul mediu orar de lichid de răcire i- consumator noaptea.

Consumatorii industriali care consumă lichid de răcire non-stop au, de regulă, dispozitive de măsurare a căldurii.

7. Debitul lichidului de răcire în conducta de alimentare pentru fiecare j-consumator care nu are contoare de căldură, G determinat de distribuţie G pentru consumatori este proporțională cu sarcina medie orară conectată.

8. Pierderea medie de căldură prin izolarea conductei de alimentare, la care se face referire j-consumator

Unde: eu. cea mai scurtă distanță de-a lungul rețelei de la sursa de căldură până la i-consumator.

9. Pierderi totale de căldură în conductele de alimentare ale consumatorilor fără dispozitive de contorizare

și pierderile totale de căldură în toate conductele de alimentare ale sistemului

10. Pierderile în conductele de retur sunt calculate în funcție de raportul care este determinat pentru un sistem dat la calcularea pierderilor standard de căldură

| descărcați gratuit Determinarea pierderilor reale de căldură prin izolarea termică în rețelele de termoficare, Semenov V.G.,

Ministerul Educației al Republicii Belarus

Instituție de învățământ

„Universitatea Națională Tehnică din Belarus”

ABSTRACT

Disciplina „Eficiență energetică”

pe tema: „Rețele de căldură. Pierderea energiei termice în timpul transmisiei. Izolație termică.”

Completat de: Shrader Yu.

Grupa 306325

Minsk, 2006

1. Rețele de căldură. 3

2. Pierderea energiei termice în timpul transmisiei. 6

2.1. Surse de pierderi. 7

3. Izolatie termica. 12

3.1. Materiale termoizolante. 13

4. Lista literaturii folosite. 17

1. Rețele de încălzire.

O rețea de încălzire este un sistem de conducte de căldură conectate ferm și strâns între ele, prin care căldura este transportată de la surse către consumatorii de încălzire folosind agenți de răcire (abur sau apă caldă).

Elementele principale ale rețelelor de încălzire sunt o conductă constând din țevi de oțel conectate între ele prin sudură, o structură izolatoare concepută pentru a proteja conducta de coroziune externă și pierderi de căldură și o structură de susținere care preia greutatea conductei și forțele generate. în timpul funcționării acestuia.

Cele mai critice elemente sunt țevile, care trebuie să fie suficient de rezistente și etanșe la presiunile și temperaturile maxime ale lichidului de răcire, să aibă un coeficient scăzut de deformare termică, rugozitate internă scăzută a suprafeței, rezistență termică ridicată a pereților, care ajută la reținerea căldurii și constantă. proprietățile materialelor în timpul expunerii pe termen lung temperaturi ridicate si presiune.

Furnizarea de căldură către consumatori (încălzire, ventilație, alimentare cu apă caldă și procese tehnologice) constă din trei procese interdependente: comunicarea căldurii către lichidul de răcire, transportul lichidului de răcire și utilizarea potențialului termic al lichidului de răcire. Sistemele de alimentare cu căldură sunt clasificate în funcție de următoarele caracteristici principale: puterea, tipul sursei de căldură și tipul de lichid de răcire.

În ceea ce privește puterea, sistemele de alimentare cu căldură se caracterizează prin gama de transfer de căldură și numărul de consumatori. Ele pot fi locale sau centralizate. Sistemele locale de alimentare cu căldură sunt sisteme în care trei unități principale sunt combinate și amplasate în aceleași încăperi sau adiacente. În acest caz, primirea căldurii și transferul acesteia în aerul interior sunt combinate într-un singur dispozitiv și situate în încăperi încălzite (cuptoare). Sisteme centralizate în care căldura este furnizată în mai multe încăperi de la o singură sursă de căldură.

În funcție de tipul sursei de căldură, sistemele de încălzire centralizată sunt împărțite în termoficare și termoficare. În sistemul de termoficare, sursa de căldură este centrala centrală, centrala de termoficare și centrala de cogenerare.

În funcție de tipul de lichid de răcire, sistemele de încălzire sunt împărțite în două grupe: apă și abur.

Lichidul de răcire este un mediu care transferă căldura de la o sursă de căldură la dispozitivele de încălzire ale sistemelor de încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă.

Lichidul de răcire primește căldură în cazanul districtual (sau CHP) și prin conducte externe, care se numesc rețele de încălzire, intră în sistemele de încălzire și ventilație ale clădirilor industriale, publice și rezidențiale. În dispozitivele de încălzire situate în interiorul clădirilor, lichidul de răcire eliberează o parte din căldura acumulată în el și este evacuat prin conducte speciale înapoi la sursa de căldură.

În sistemele de încălzire cu apă, lichidul de răcire este apa, iar în sistemele cu abur este abur. În Belarus, sistemele de încălzire a apei sunt folosite pentru orașe și zone rezidențiale. Aburul este utilizat în locurile industriale în scopuri tehnologice.

Sistemele de conducte de căldură cu apă pot fi cu o singură conductă sau cu două conducte (in în unele cazuri cu mai multe conducte). Cel mai obișnuit este un sistem de alimentare cu căldură cu două conducte (apa caldă este furnizată consumatorului printr-o conductă, iar apa răcită este returnată la centrala termică sau în camera cazanului prin cealaltă conductă de retur). Există sisteme de alimentare cu căldură deschise și închise. ÎN sistem deschis se efectuează „retragerea directă a apei”, adică apa calda din reteaua de alimentare este demontata de catre consumatori pentru nevoi menajere, sanitare si igienice. La utilizare deplină Pentru apa calda se poate folosi un sistem cu o singura conducta. Pentru sistem închis caracterizată prin întoarcerea aproape completă a apei din rețea către centrala termică (sau centrala raională).

Lichidanții de răcire ai sistemelor de încălzire centralizată sunt supuși următoarelor cerințe: sanitare și igienice (lichidul de răcire nu trebuie să înrăutățească condițiile sanitare în spații închise - temperatura medie suprafața dispozitivelor de încălzire nu poate depăși 70-80), tehnic și economic (astfel încât costul conductelor de transport să fie minim, masa dispozitivelor de încălzire este mică și se asigură un consum minim de combustibil pentru încălzirea spațiilor) și operațional (a posibilitatea de reglare centralizată a transferului de căldură al sistemelor de consum datorită temperaturilor variabile din exteriorul aerului).

Direcția conductelor de căldură este selectată în funcție de o hartă termică a zonei, ținând cont de materialele de sondaj geodezic, planurile structurilor supraterane și subterane existente și planificate, date despre caracteristicile solului etc. Problema alegerii tipului de căldură conducta (asupra sau subterana) se decide tinand cont de conditiile locale si justificarile tehnice si economice.

La nivel înalt ape subterane și exterioare, densitatea structurilor subterane existente de-a lungul traseului conductei termice proiectate, puternic străbătute de râpe și șine de cale ferată, în majoritatea cazurilor se preferă conductele termice supraterane. Ele sunt, de asemenea, cel mai adesea utilizate pe teritoriul întreprinderilor industriale atunci când se instalează în comun conducte de energie și proces pe pasajele comune sau suporturi înalte.

În zonele rezidențiale, din motive arhitecturale, se folosesc de obicei rețele de încălzire subterană. Merită spus că rețelele supraterane conducătoare de căldură sunt durabile și reparabile, în comparație cu cele subterane. Prin urmare, este de dorit să se exploreze utilizarea cel puțin parțială a conductelor de căldură subterane.

Atunci când alegeți o rută a conductei de căldură, trebuie să vă ghidați în primul rând de condițiile de fiabilitate a furnizării de căldură și de siguranță operațională. personalului de serviceși populația, capacitatea de a elimina rapid problemele și accidentele.

De dragul siguranței și fiabilității furnizării de căldură, rețelele nu sunt instalate canale comune cu conducte de oxigen, conducte de gaz, conducte aer comprimat cu presiune peste 1,6 MPa. Atunci când proiectați conducte de căldură subterane pentru a reduce costurile inițiale, ar trebui să alegeți un număr minim de camere, construindu-le numai la punctele de instalare pentru fitinguri și dispozitive care necesită întreținere. Numărul de camere necesare este redus la utilizarea compensatoarelor de burduf sau lentile, precum și compensatoare axiale cu cursă lungă (compensatoare duale), compensare naturală a deformațiilor de temperatură.

Pe o carosabilă, tavanele camerelor și puțurile de ventilație care ies pe suprafața solului până la o înălțime de 0,4 m sunt permise pentru a facilita golirea (drenarea) conductelor de căldură, acestea sunt așezate cu o pantă spre orizont. Pentru a proteja conducta de abur de condensul care intră din conducta de condens în perioada în care conducta de abur este oprită sau presiunea aburului scade, supapele de reținere sau porțile trebuie instalate după colectoarele de condens.

De-a lungul traseului rețelelor de încălzire se construiește un profil longitudinal, pe care se aplică marcajele subterane de planificare și existente, nivelurile apei subterane, comunicațiile subterane existente și proiectate și alte structuri traversate de conducta termică, indicând marcajele verticale ale acestor structuri.

2. Pierderea energiei termice în timpul transmisiei.

Pentru a evalua eficiența oricărui sistem, inclusiv căldură și putere, o generalizată indicator fizic, - coeficient acțiune utilă(eficienţă). Semnificația fizică a eficienței este raportul dintre cantitatea de muncă utilă (energie) primită și suma cheltuită. Acesta din urmă, la rândul său, este suma muncii (energiei) utile primite și a pierderilor apărute în procesele sistemului. Astfel, creșterea eficienței sistemului (și, prin urmare, creșterea eficienței acestuia) poate fi realizată doar prin reducerea cantității de pierderi neproductive care apar în timpul funcționării. Aceasta este sarcina principală a economisirii energiei.

Principala problemă care apare la rezolvarea acestei probleme este identificarea celor mai mari componente ale acestor pierderi și alegerea celei optime. solutie tehnologica, permițând reducerea semnificativă a influenței acestora asupra valorii eficienței. Mai mult, fiecare obiect specific (scop de economisire a energiei) are o serie de caracteristici caracteristici de proiectare iar componentele pierderilor sale de căldură sunt diferite ca mărime. Și ori de câte ori este vorba de creșterea eficienței echipamentelor de căldură și energie (de exemplu, un sistem de încălzire), înainte de a lua o decizie în favoarea utilizării oricărei inovații tehnologice, este necesar să se efectueze o examinare detaliată a sistemului în sine și să se identifice cele mai multe canale semnificative de pierdere de energie. O soluție rezonabilă ar fi utilizarea numai tehnologiilor care vor reduce semnificativ cele mai mari componente neproductive ale pierderilor de energie din sistem și în timpul costuri minimeîși va crește semnificativ eficiența.

2.1 Surse de pierderi.

În scopul analizei, orice sistem de căldură și energie electrică poate fi împărțit în trei secțiuni principale:

1. zona de producere a energiei termice (cazană);

2. zonă pentru transportul energiei termice către consumator (conducte de rețea de încălzire);

3. zona de consum de energie termică (instalație încălzită).

Pretins pentru recuperarea daunelor sub forma costului pierderilor de energie termică. Din materialele cauzei, s-a încheiat un contract de furnizare de energie termică între organizația de furnizare a căldurii și consumator, la care organizația de furnizare a energiei termice (denumită în continuare reclamantă) s-a angajat să furnizeze consumatorului energie termică în apă caldă (denumită în continuare reclamantă). în calitate de pârât) prin rețeaua racordată a întreprinderii de transport la limita bilanţului, iar pârâtul - să-l achite în timp util şi să îndeplinească celelalte obligaţii prevăzute de contract. Limita împărțirii răspunderii pentru întreținerea operațională a rețelelor este stabilită de părți în anexa la acord - în actul de delimitare a proprietății bilanțului rețelelor de încălzire și a responsabilităților operaționale ale părților. Potrivit actului menționat, punctul de livrare este o cameră termică, iar porțiunea de rețea de la această cameră până la instalațiile inculpatului este în exploatare. În clauza 5.1 din contract, părțile au prevăzut că cantitatea de energie termică primită și de lichid de răcire consumat se determină la limitele bilanţului, instalat de aplicație la acord. Pierderile de energie termică în tronsonul rețelei de încălzire de la interfața la stația de contorizare se atribuie pârâtei, iar cuantumul pierderilor se determină conform anexei la contract.

Satisfăcând pretențiile, instanțele inferioare au stabilit: cuantumul daunelor este costul pierderilor de energie termică în tronsonul de rețea de la camera termică până la instalațiile pârâtului. Având în vedere că această secțiune a rețelei era exploatată de inculpat, i-a fost atribuită de drept obligația de plată a acestor pierderi de către instanțe. Argumentele pârâtei se rezumă la lipsa acestuia de obligație legală de compensare a pierderilor care trebuie avute în vedere în tarif. Între timp, inculpatul și-a asumat o asemenea obligație în mod voluntar. Instanțele, respingând această întâmpinare a pârâtei, au mai constatat că în tariful reclamantei nu era inclus costul serviciilor de transport termic, precum și costul pierderilor în tronsonul de rețea în litigiu. Autoritatea superioară a confirmat: în mod corect instanțele au concluzionat că nu există niciun motiv să se creadă că porțiunea în litigiu a rețelei este lipsită de proprietar și, în consecință, nu exista temeiuri pentru a-l elibera pe pârât de plata energiei termice pierdute în rețeaua sa.

Din exemplul de mai sus, este clar că este necesar să se facă distincția între proprietatea bilanțului rețelelor de încălzire și responsabilitatea operațională pentru întreținerea și întreținerea rețelelor. Proprietatea în bilanţ a anumitor sisteme de alimentare cu energie termică înseamnă că proprietarul are dreptul de proprietate asupra acestor obiecte sau un alt drept de proprietate (de exemplu, dreptul de gestiune economică, dreptul de gestiune operaţională sau dreptul de închiriere). La rândul său, responsabilitatea operațională apare numai în baza unui contract sub forma unei obligații de a menține și întreține rețelele de încălzire, punctele de încălzire și alte structuri în stare de funcționare, tehnică bună. Și, drept urmare, în practică există adesea cazuri când este necesară soluționarea în instanță a neînțelegerilor care apar între părți la încheierea unor acorduri care reglementează relațiile de furnizare a energiei termice către consumatori. Următorul exemplu poate fi folosit ca ilustrație.

S-a anunțat soluționarea neînțelegerilor apărute cu ocazia încheierii unui acord de prestare a serviciilor de transfer de energie termică. Părțile la acord sunt organizația de furnizare a energiei termice (denumită în continuare reclamantul) și organizația de rețea de încălzire în calitate de proprietar al rețelelor de încălzire în baza unui contract de închiriere imobiliară (denumită în continuare pârâta).

Reclamanta, apelând la , a propus ca clauza 2.1.6 din contract să fie formulată după cum urmează: „Pierderile efective de energie termică în conductele pârâtei sunt determinate de către reclamantă ca diferență între volumul de energie termică furnizat către retea de incalzire, și volumul de energie termică consumată de dispozitivele de recepție a energiei conectate ale consumatorilor. Până la efectuarea de către pârâta a auditului energetic al rețelelor de încălzire și a acordului asupra rezultatelor acestuia cu reclamanta în partea relevantă, se acceptă pierderile reale în rețelele de încălzire ale pârâtei ca fiind egale cu 43,5% din totalul pierderilor efective (pierderi efective asupra reclamantei). conductă de abur și în rețelele intrabloc ale inculpatului).”

Prima instanță a admis clauza 2.1.6 din acordul modificată de pârâtă, care „pierderile efective de energie termică - pierderile efective de căldură de la suprafața izolației conductelor rețelelor de încălzire și pierderile cu scurgerea efectivă de lichid de răcire din conducte. a rețelelor termice ale pârâtei pentru perioada de facturare se stabilesc de către reclamant de comun acord cu pârâta prin calcul în conformitate cu legislația în vigoare.” Instanțele de apel și de casație au fost de acord cu încheierea instanței. Prin respingerea versiunii reclamantei a alineatului menționat, instanțele au pornit de la faptul că pierderile efective nu pot fi determinate prin metoda propusă de reclamantă, întrucât consumatorii finali de energie termică, care sunt clădiri de locuit cu mai multe apartamente, nu dispun de comună. dispozitive de contorizare. Volumul pierderilor de căldură propus de reclamantă (43,5% din volumul total al pierderilor de căldură în agregatul rețelelor către consumatorii finali) a fost considerat de către instanțe a fi nerezonabil și exagerat.

Autoritatea de supraveghere a concluzionat: cele adoptate în cauză nu contravin normelor legislației care reglementează relațiile în domeniul transferului de energie termică, în special alin.5 alin.4 al art. 17 din Legea alimentării cu căldură. Reclamanta nu contestă că clauza în litigiu determină volumul nu al pierderilor standard avute în vedere la aprobarea tarifelor, ci al pierderilor în exces, al căror volum sau principiu de determinare trebuie confirmat prin probe. Întrucât astfel de probe nu au fost prezentate instanțelor de primă instanță și de apel, clauza 2.1.6 din convenție a fost adoptată în mod legal cu modificările ulterioare de către pârâtă.

Analiza și sinteza litigiilor legate de recuperarea daunelor sub forma costului pierderilor de energie termică indică necesitatea stabilirii unor reguli obligatorii care să reglementeze procedura de acoperire (compensare) a pierderilor apărute în procesul de transfer al energiei către consumatori. O comparație cu piețele de electricitate cu amănuntul este instructivă în acest sens. Astăzi, relațiile privind determinarea și distribuția pierderilor în rețelele electrice pe piețele de energie electrică cu amănuntul sunt reglementate de Regulile de acces nediscriminatoriu la serviciile de transport a energiei electrice, aprobate. Decretul Guvernului Federației Ruse din 27 decembrie 2004 N 861, Ordine ale Serviciului Federal de Tarife din Rusia din 31 iulie 2007 N 138-e/6, din 6 august 2004 N 20-e/2 „În aprobare Orientări pentru calcularea tarifelor reglementate și a prețurilor pentru energia electrică (caldura) pe piața cu amănuntul (de consum).

Din ianuarie 2008, consumatorii de energie electrică aflați pe teritoriul subiectului corespunzător al Federației și aparținând aceluiași grup, indiferent de apartenența departamentală a rețelelor, plătesc pentru serviciile de transport de energie electrică la aceleași tarife, care sunt supuse calcul folosind metoda cazanului. În fiecare subiect al Federației, organismul de reglementare stabilește un „tarif unificat de cazan” pentru serviciile de transport de energie electrică, în conformitate cu care consumatorii plătesc organizația de rețea la care sunt conectați.

Pot fi evidențiate următoarele caracteristici ale „principiului cazanului” de stabilire a tarifelor pe piețele de electricitate cu amănuntul:

• - veniturile organizațiilor de rețea nu depind de cantitatea de energie electrică transmisă prin rețea. Cu alte cuvinte, tariful aprobat este destinat să compenseze organizația rețelei pentru costurile de întreținere retelelor electriceîn stare de funcționare și funcționarea acestora în conformitate cu cerințele de siguranță;
• - este supus compensarii doar standardul de pierdere tehnologica din cadrul tarifului aprobat. În conformitate cu paragraful 4.5.4 din Regulamentul Ministerului Energiei Federația Rusă, aprobat Prin Decretul Guvernului Federației Ruse din 28 mai 2008 N 400, Ministerul Energiei al Rusiei este învestit cu autoritatea de a aproba standardele pentru pierderile tehnologice de energie electrică și le implementează prin furnizarea serviciului guvernamental corespunzător.

Trebuie avut în vedere că pierderile tehnologice standard, spre deosebire de pierderile reale, sunt inevitabile și, în consecință, nu depind de întreținerea corespunzătoare a rețelelor electrice.

Pierderile excesive de energie electrică (suma care depășește pierderile efective peste standardul adoptat la stabilirea tarifului) constituie pierderi ale organizării rețelei care a permis aceste excese. Este ușor de văzut: această abordare încurajează organizația rețelei să întrețină în mod corespunzător instalațiile rețelei electrice.

Destul de des există cazuri când, pentru a asigura procesul de transport al energiei, este necesară încheierea mai multor contracte de furnizare a serviciilor de transport al energiei, deoarece secțiunile rețelei conectate aparțin diferitelor organizații de rețea și altor proprietari. În astfel de circumstanțe, organizația de rețea la care sunt conectați consumatorii, în calitate de „titular de boiler”, este obligată să încheie contracte de furnizare a serviciilor de transport de energie cu toți consumatorii săi, cu obligația de a reglementa relațiile cu toate celelalte organizații de rețea și alte proprietarii de rețea. Pentru ca fiecare organizație de rețea (precum și ceilalți proprietari de rețea) să primească venitul brut necesar justificat din punct de vedere economic, organismul de reglementare, împreună cu „tariful unic cazan”, aprobă un tarif individual de decontare pentru fiecare pereche de organizații de rețea, conform pe care organizația de rețea - „titularul de cazan” trebuie să le transfere celorlalte venituri justificate economic pentru serviciile de transport de energie prin rețelele proprii. Cu alte cuvinte, organizația de rețea - „deținătorul cazanului” - este obligată să distribuie taxa primită de la consumator pentru transportul energiei electrice între toate organizațiile de rețea care participă la procesul de transmitere a acesteia. Calculul atât a „tarifului de cazan unic”, destinat calculării consumatorilor cu o organizație de rețea, cât și a tarifelor individuale care reglementează decontările reciproce între organizațiile de rețea și alți proprietari, se efectuează în conformitate cu regulile aprobate prin Ordinul Serviciului Federal de Tarife. al Rusiei la 6 august 2004 N 20-e/ 2. 23/01/2014 19:39 23/01/2014 18:19

__________________