Нормы теплопотребления, пути теплосбережения.

Нагрузка на отопительную систему непостоянна и зависит от температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра, солнечного излучения, влажности воздуха и т.д.

Технологическая нагрузка и горячее водоснабжение имеют, как правило, круглогодичную нагрузку. Но в течении суток и эти нагрузки неравномерны.

Для обеспечения нормального температурного режима во всех отапливаемых помещениях обычно устанавливают гидравлический и температурный режим тепловой сети по наиболее неблагоприятным условиям, т.е. принимается, что в помещении нет других внутренних выделений, кроме теплоты на отопление. Но тепло выделяют люди, кухонные и другие бытовые приборы, печи, сушилки, двигатели и т.д.

Поддержание оптимальной температуры в помещении возможно только лишь при индивидуальной автоматизации, т.е. при установке авторегуляторов непосредственно на нагревательных приборах и вентиляционных калориферах.

При определении расхода теплоты на отопление исходят не из минимального значения наружной температуры, когда-либо наблюдавшейся в данной местности, а из так называемого расчетного значения наружной температуры для отопления t_но, равной средней температуре наиболее холодных пятидневок, взятых из восьми наиболее холодных зим за 50-летний период. (Для Перми t_но=-34 ˚ С, продолжительность отопительного сезона 226 суток (5424 часа), расчетная температура для системы вентиляции t_нв=-20 ˚ С, средняя температура отопительного сезона t_ср=-6, 4 ˚ С, средняя температура самого холодного месяца t_срх=-15, 1 ˚ С, средняя температура самого жаркого месяца t_срж=+18, 1 ˚ С, средняя температура в 13: 00 самого жаркого месяца t_сутж=+21, 8 ˚ С, нормируемая температура горячей воды в местах водоразбора должна поддерживаться не ниже 55 и не выше 80 ˚ С в открытых системах теплоснабжения не ниже 50 и не выше 75 ˚ С в закрытых системах). Средненедельный расход теплоты бытового ГВС рассчитывается:

, Дж/с,

где -теплоемкость воды, =4190 Дж/(кг*К),

=24*3600=86400 сек – длительность подачи горячей воды,

=1, 2 – коэффициент, учитывающий выстывание горячей воды в сети.

Норма расхода горячей воды (СНиП 02.04.01-85) на одного жителя средненедельная a=105 литров (115 литров при повышенном благоустройстве). При отсутствии данных принимают температуру водопроводной воды в отопительный период t_х=5 ˚ С, в летний период t_х=15 ˚ С.

Для ориентировочных расчетов можно принять расчетную тепловую нагрузку на одного жителя жилых зданий в районе Сибири, Урала и Севера европейской части России:

· на отопление и вентиляцию – 1, 44 кДж/с (1, 23 Мкал/ч)

· на ГВС– 0, 32 кДж/с (0, 275 Мкал/ч)

 Годовой расход теплоты на 1-го жителя

· на отопление и вентиляцию – 13, 90 Гдж (3, 22 Гкал)

· на ГВС – 8, 15 (1, 95 Гкал)

Нагрузка горячего водоснабжения ЖКХ имеет, как правило, в рабочие дни небольшие пики внутренние, большие пики в вечерние часы (с 17 до 21), пробелы в дневные и поздние ночные часы. Пиковая нагрузка превышает среднесуточную в 2-3 раза. В выходные дни суточный график горячего водоснабжения имеет более равномерное заполнение.

 В связи с ростом цен на энергоресурсы, увеличением тарифов на тепловую энергию все вынуждены уделять внимание энергосбережению. Обязательность установки тепловых приборов у производителей и потребителей сегодня ни у кого не вызывает сомнения. Счётчик, не являясь средством экономии тепловой энергии, является средством правильного замера её расходов, даёт разницу между расчётной нагрузкой, определённой по нормам СНиП, и фактическим теплопотреблением, устраняет тем самым расходы потребителя на оплату непроизводительных потерь при транспортировке тепле, а иногда и при производстве.

В силу отсутствия ранее достаточно надёжных средств измерения теплоты, а в большей мере, в силу абсолютный незаинтересованности в определении фактического теплопотребления, расчётные нормативные нагрузки, заложенные в соответствующих СНиП для определения количества отопительных приборов, выбора пропускной способности трубопроводов, стали мерилом коммерческого расчёте за потребление тепла, а также воды и газа. Такой подход к коммерческому учёту не может быть правомерным.

Основой для коммерческих расчётов при отсутствии тепловых счётчиков должны стать фактические замеры, производимые производителем с участием потребителя, или удельные расходы, определённые на базе обработки статистических данных фактических замеров.

Это касается и систем водоснабжения. Например, ОАО «Новогор-Прикамье» (бывшее муниципальное предприятие г.Перми «Водоканал») перекачивает 500тыс. кубических метров питьевой воды, затрачивая 151 млн. кВт/ час электроэнергии. Стоки перекачивают 26 насосных станций, затрачивая 40 млн. кВт/ час электроэнергии. На предприятии эксплуатируются 67 высоковольтных эл. двигателей мощностью 51 тыс. кВт. Внедрение ЧРЭП на ряде объектов позволило более, чем в два раза уменьшить количество аварий, уменьшить расход электроэнергии на 30%, срок окупаемости приводов 2-2, 5 года.

Учет сам по себе не приводит к снижению потерь тепловой и иной энергии. Однако точные и достоверные временные цифры потребления приводят к анализу, заставляют задуматься о возможности экономии.

Отпуск теплоты на тепловых пунктах является одним из основных технологических процессов теплоснабжения. Однако в отличие от других процессов теплоснабжения (производство теплоты, подготовка воды, транспортирование теплоносителя, защита тепловых сетей и др.) объем и уровень автоматизации управления отпуском теплоты существенно отстают от современных требований обеспечения высокого качества, экономичности и надежности теплоснабжения, отопления и горячего водоснабжения. В связи с этим имеют место дискомфортные условия в отапливаемых помещениях и перерасход теплоты и топлива. В настоящее время отпуск теплоты регулируется практически только на источниках (центральное регулирование). В незначительном количестве объектов применяют регулирование температуры воды в системах горячего водоснабжения. На источнике применяют, как правило, качественный метод регулирования по изменению температуры наружного воздуха. Однако этот вид регулирования осуществляют не на всем диапазоне наружных температур.

В относительно теплое время года в системах теплоснабжения, имеющих двухтрубные тепловые сети, из-за горячего водоснабжения температура теплоносителя на источнике поддерживается постоянной: не ниже 70 °С для закрытых систем, и не ниже 60 °С для открытых. При отсутствии устройств регулирования у потребителя в систему отопления поступает вода с повышенной температурой. что вызывает перегрев отапливаемого здания.       Дискомфорт в отапливаемых помещениях (перегрев в одних и недогрев в других) происходит также вследствие невозможности учета при центральном регулировании действия ветра и солнечной радиации, а также избыточных бытовых тепловыделений.

Ниже рассмотрены причины перерасхода теплоты при отсутствии автоматизации.

1. Перерасход в теплый период года [осенне-весенний период] составляет примерно 2 -3%

2. Невозможность учета бытовых тепловыделений при центральном графике регулирования может увеличить перерасход теплоты до 15 - 17 %.

Значительная экономия теплоты при любом способе регулирования может быть достигнута за счет снижения температуры воздуха в отапливаемых помещениях производственных и административно-общественных зданий в нерабочие дни и в ночное время, а в жилых домах - в ночное время. Снижение температуры воздуха в жилых зданиях в ночное время на 2 - 3 °С не ухудшает санитарно-гигиенические условия и в то же время дает экономию в размере 4 - 5 %. В производственных и административно-общественных зданиях экономия теплоты за счет снижения температуры в нерабочее время достигается в еще большей степени. Температура в нерабочее время может поддерживаться на уровне 10 - 12 °С.

       Общая экономия теплоты при автоматическом регулировании ее отпуска системам отопления может составить до 35 % годового расхода.

Следует отметить, что автоматизация отпуска теплоты позволит стабилизировать гидравлический и тепловой режимы всей системы теплоснабжения.

При отсутствии регуляторов температуры горячей воды (у водонагревателей в закрытых системах теплоснабжения или у смесительных устройств в открытых системах горячего водоснабжения) ее величина, как правило, не соответствует требуемой (она или значительно ниже, или значительно выше требуемой). В обоих случаях имеет место перерасход теплоты: в первом случае вследствие слива воды потребителями, во-втором из-за повышенного теплосодержания. По СНиП 2.04.01-85 температура воды у потребителей должна быть не ниже 50 °С в закрытых системах теплоснабжения и 60 °С - в открытых. Следует отметить, что отсутствие регуляторов температуры горячей воды приводит к дестабилизации гидравлического режима в тепловой сети и повышению температуры обратной воды при отсутствии водоразбора. Устанавливаемые вместо регуляторов дроссельные шайбы (рассчитанные на некоторую оптимальную величину водоразбора) не могут обеспечить снижение расхода сетевой воды у потребителя при прекращении водозабора.

Перерасход теплоты в системах горячего водоснабжения при отсутствии регуляторов может составить 10 - 15 % годового потребления теплоты на горячее водоснабжение.

Как показывают расчеты, при экономии теплоты только в размере 10 % автоматические устройства и оборудование, установленные на центральных тепловых пунктах, окупаются в течение 1 - 1, 5 года.

 

6.2 Классификация систем теплоснабжения (рис.6.2.1, 6.2.2).

Рис.6.2.1

 В открытых системах сетевая вода частично разбирается у абонентов для горячего водоснабжения или технологических нужд.

В настоящее время открытые системы выходят из употребления. И в открытых и закрытых системах в большинстве случаев используются двухтрубные водяные системы.

В зависимости от характера тепловых нагрузок абонента и режима работы тепловой сети выбираются схемы присоединения абонентских установок к тепловой сети. (действуют правила  СП 41-101-95 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ.)

 В тепловых пунктах предусматривается размещение оборудования, арматуры, приборов контроля, управления и автоматизации, посредством которых осуществляется:

Ø преобразование вида теплоносителя или его параметров;

Ø контроль параметров теплоносителя;

Ø регулирование расхода теплоносителя и распределение его по системам потребления теплоты;

Ø отключение систем потребления теплоты;

Ø защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя;

Ø заполнение и подпитка систем потребления теплоты;

Ø учет тепловых потоков и расходов теплоносителя и конденсата;

Ø сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества;

Ø аккумулирование теплоты;

Ø водоподготовка для систем горячего водоснабжения.

В тепловом пункте в зависимости от его назначения и конкретных условий присоединения потребителей могут осуществляться все перечисленные функции или только их часть.

 Тепловые пункты подразделяются на:

Ø индивидуальные тепловые пункты (ИТП) — для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок одного здания или его части;

Ø центральные тепловые пункты (ЦТП) — то же, двух зданий или более.

Допускается устройство ЦТП для присоединения систем теплопотребления одного здания, если для этого здания требуется устройство нескольких ИТП.

Устройство ИТП обязательно для каждого здания независимо от наличия ЦТП, при этом в ИТП предусматриваются только те функции, которые необходимы для присоединения систем потребления теплоты данного здания и не предусмотрены в ЦТП.

Для промышленных и сельскохозяйственных предприятий при теплоснабжении от внешних источников теплоты и числе зданий более одного устройство ЦТП является обязательным, а при теплоснабжении от собственных источников теплоты необходимость сооружения ЦТП следует определять в зависимости от конкретных условий теплоснабжения. Мощность ЦТП не регламентируется.

Для жилых и общественных зданий необходимость устройства ЦТП определяется конкретными условиями теплоснабжения района строительства на основании технико-экономических расчетов. В закрытых системах теплоснабжения рекомендуется предусматривать один ЦТП на микрорайон или группу зданий с расходом теплоты в пределах 12—35 МВт (по сумме максимального теплового потока на отопление и среднего теплового потока на горячее водоснабжение).

При теплоснабжении от котельных мощностью 35 МВт и менее рекомендуется предусматривать в зданиях только ИТП.

Теплоснабжение промышленных и сельскохозяйственных предприятий от ЦТП, обслуживающих жилые и общественные здания, предусматривать не рекомендуется.

 

 Обычно ЦТП размещаются в отдельных, предназначенных для этой цели зданиях на некотором удалении от обслуживаемых зданий квартала или микрорайона с целью изоляции последних от шума и вибраций, создаваемых насосными установками. В ЦТП устанавливаются: блок (или блоки) подогревателей горячего водоснабжения, подогреватели отопления (при независимой схеме), групповая смесительная установка сетевой воды, подкачивающие насосы хо­лодной водопроводной, а при необходимо­сти и сетевой воды, авторегулирующие и контрольно-измерительные приборы.

Применение ЦТП упрощает эксплуата­цию вследствие уменьшения количества уз­лов обслуживания и повышает комфорт в теплоснабжаемых зданиях благодаря вы­носу всех насосных установок, являющихся источником шума, в изолированные поме­щения ЦТП

С одной стороны, уменьшаются начальные затраты на сооружение подогревательной установки горячего водоснабжения насосных установок и авторегулирующих устройств благодаря увеличению их единичной мощности и сокращению количества элементов оборудования, но с другой — возрастают начальные затраты на сооружение и эксплуатацию распределительной сети между ЦТП и отдельными зданиями, так как вместо двухтрубной сети приходится сооружать на этих участках четырехтрубную или, как минимум, трехтрубную сеть (при отказе от циркуляции воды в системе горячего водоснабжения). что еще больше увеличивает потери теплоты и воды в системе горячего водоснабжения.

Нa практике находят применение две принципиально различные схемы присоединения теплопотребляюших установок абонентов к тепловой сети - зависимая и независимая По первой схеме присоединения вода из тепловой сети поступает непосредственно в приборы абонентской установки, по второй - проходит через теплообменник, в котором нагревает вторичный теплоноситель, используемый в абонентской установке.

В закрытых системах теплоснабжения установки горячего водоснабжения присоединяются к тепловой сети только через водяные подогреватели, т.е по независимой схеме. При зависимых схемах присоединения давление в абонентской установке зависит от давления в тепловой сети. При независимых схемах присоединения давление в местной системе не зависит от давления в тепловой сети.

Оборудование абонентского ввода при зависимой схеме присоединения проще и дешевле, чем при независимой, при этом может быть получен несколько больший перепад температур сетевой воды в або­нентской установке. Увеличение перепада температур воды уменьшает расход теплоносителя в сети, что может привести к снижению диаметров сети и экономии на начальной стоимости тепловой сети и на экс­плуатационных расходах.

 

 

 

 

Рис. 6.2.2. Системы теплоснабжения.

а) - система местного теплоснабжения

б), в), г) – системы централизованного теплоснабжения

1 – источник теплоты; 2 – теплопотребляющая установка (система отопления); 3 – циркуляционный насос; 4 – подающий трубопровод; 5 - обратный трубопровод; 6 – расширительный бак; 7 – подпиточная линия; 8- подпиточный насос; 9 – смеситель (элеватор); 10 – смеситель (центробежный насос); 11 – регулятор расхода; 12 – отопительный подогреватель

 

 

Основным недостатком зависимой схе­мы присоединения является жесткая гид­равлическая связь тепловой сети с нагре­вательными приборами абонентских уста­новок, имеющими, как правило, понижен­ную механическую прочность, что ограничивает пределы допускаемых режимов ра­боты системы централизованного тепло­снабжения. Так, в широко применявшихся в отопительной технике чугунных нагре­вательных приборах (радиаторах) допус­тимое давление не превышает 0.6 МПа. Превышение указанного предела может привести к авариям в отопительных уста­новках. Это существенно снижает надеж­ность и усложняет эксплуатацию систем теплоснабжения крупных городов, так как при большой протяженности тепловых се­тей и большом числе присоединенных або­нентских установок с разнородной тепло­вой нагрузкой расходы воды в сети и связанные с ними потери давления могут из­меняться в широких пределах. При этом уровень давлений в сети может превысить предел, допустимый для абонентских ус­тановок.

В тех случаях когда разность между до­пустимым давлением в теплопотребляю­ших приборах абонентов и расчетным давлением в тепловой сети невелика, даже не­большие повышения давления в тепловой сети, вызванные, например, аварийным от­ключением насоса на подстанции или не­произвольным перекрытием клапана в сети, могут привести к разрыву приборов в отопительных установках абонентов.Кроме того, при независимой схеме снижа­ются утечки сетевой воды и легче обнаружить возникающие в процессе экс­плуатации повреждения в системе тепло­снабжения. Поэтому по условиям надежно­сти работы систем теплоснабжения круп­ных городов независимая схема присоеди­нения более предпочтительна. В тех же слу­чаях, когда давление в тепловой сети в статических условиях превышает допус­тимый уровень давлений в абонентских ус­тановках, применение независимой схемы присоединения является обязательным не­зависимо от размеров системы централизо­ванного теплоснабжения.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: