Эффективность системы отопления в осенне-весеннии период

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ В ОСЕННЕ-ВЕСЕННИИ ПЕРИОД

Ширяева Н.П.

ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», Екатеринбург, Россия kafedratgiv[AT]yandex.ru

Михайлишин Е.В.

ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», Екатеринбург, Россия kafedratgiv[AT]yandex.ru

Маляр Е.А.

ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», Екатеринбург, Россия kafedratgiv[AT]yandex.ru Центральное регулирование (ЦР) тепловой нагрузки, осуществляемое на источнике теплоты, является качественным, заключающимся в изменении температуры теплоносителя на входе в регулируемую теплопотребляющую установку, например, в систему отопления. Температура сетевой воды при этом для закрытых систем теплоснабжения в подающем трубопроводе не должна быть ниже 70°С.

При таком графике регулирования тепловой нагрузки центральное регулирование обязательно должно быть дополнено местным (МР), которое осуществляется в тепловом пункте здания и учитывает его особенности (планировку, назначение, режим работы). На рис. 1-3 представлены графики температур Т1 и Т2, расходов теплоносителя G0 и теплоты Q0.

Диапазон регулирования нагрузки можно разбить на два по температуре наружного воздуха: первый - от начала отопительного периода до температуры наружного воздуха в точке излома температурного графика (для Екатеринбурга -6°С), второй - от точки излома до расчётной температуры наружного воздуха для проектирования систем отопления (рис. 2).

Рис. 1. Температурный график теплоносителя при центральном регулировании тепловой нагрузки на отопление Т1', Т2' - температуры теплоносителя соответственно в подающем и обратном трубопроводах в точке излома

температурного графика

Во втором диапазоне с понижением температуры наружного воздуха увеличивается тепловая нагрузка (рис. 3), соответственно ей растёт и температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети (рис. 1). График регулирования тепловой нагрузки на отопление совпадает с графиком центрального регулирования, который построен по отопительной нагрузке. В этом диапазоне, в основном, может осуществляться центральное регулирование. Расход сетевой воды здесь постоянен (рис. 2).

В первом диапазоне (осенне-весенний период) с повышением температуры наружного воздуха тепловая нагрузка падает, соответственно ей должна уменьшаться и температура теплоносителя в подающем трубопроводе на входе в систему отопления (ниже 70°С). Центральное регулирование должно быть дополнено местным регулированием, которое осуществляется изменением расхода сетевой воды (рис. 2). В случае отсутствия местного количественного регулирования в систему отопления будет поступать теплоноситель с повышенной температурой по сравнению с отопительным графиком, что приведет к росту температуры воздуха в помещениях.

При реконструкции системы отопления десятого студенческого корпуса УрФУ была произведена полная замена оборудования теплового пункта с установкой смесительного насоса и системой автоматического регулирования тепловой нагрузки вместо нерегулируемого элеваторного узла.

Расчет экономии тепловой энергии в осенне-весенний период при комбинированном регулировании тепловой нагрузки на отопление проводился при следующих исходных данных:

расчётная тепловая нагрузка на отопление здания Q0 = 381,1 кВт;

расчётная температура наружного воздуха t0' = -32°C;

средняя температура воздуха в помещениях здания tj = +20°С;

расчётная температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети ТУ = 115°С, в обратном Т2 = 70°С;

температура наружного воздуха в точке излома температурного графика 4' = -6,0°С;

стоимость тепловой энергии 880,19 руб/Гкал;

повторяемость температур наружного воздуха для Екатеринбурга nj [1];

площадь световых проемов двух фасадов здания, ориентированных по сторонам света А1 = 300 м2 (южный фасад), А2 = 204 м2 (северный фасад);

средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности двух фасадов, ориентированные по сторонам света, J1 = 1862-103 кДж/м2, J2 = 1210-103 кДж/м2, по [2];

продолжительность отопительного периода n0 = 221 сут.;

средняя температура наружного воздуха за отопительный период -5,4°С.

Экономия тепловой энергии A£Q0, кДж, при установке узла регулирования определяется по формуле

AIQ0 =IQM0 -2QT,

где ZQ'o - количество потребляемой тепловой энергии зданием при отсутствии узла регулирования, кДж.

Эта величина определяется с учетом тепловой нагрузки Q''0 по температуре наружного воздуха в точке излома температурного графика t'V

t — t"

Q = Q"0 •n = Q'0 J—""L •n. t. — t'0

Здесь n - продолжительность стояния (повторяемость) температур наружного воздуха от +8°С до Гн, с.

Количество потребляемой тепловой энергии зданием при наличии узла регулирования XQo43, кДж, определяется по формуле

t■ — t

Щср = Q с • n = Q'0 -г—f- • n.

t. —t'0

Здесь Q0ср - тепловая нагрузка, потребляемая зданием, рассчитанная по средней температуре ^р в диапазоне от +8°С до Гн, кДж [3].

Доля сэкономленной тепловой энергии с учетом теплопоступлений от солнечной радиации за отопительный период составит, %,

А = ^0--100,

ZQ0

где £Q0™ - количество тепловой энергии, потребляемой системой отопления здания в течение отопительного периода, кДж [3].

В результате расчётов количество тепловой энергии, сэкономленное в осенневесенний период, при установке узла регулирования составило 15,1 %.

Для регулирования тепловой нагрузки в соответствии с расчетным графиком в диапазоне, в котором режим теплопотребления не обеспечивается центральным качественным регулированием, в тепловом пункте следует предусмотреть присоединение системы отопления со смесительным насосом на вводе. В этом случае с изменением расхода сетевой воды с помощью регулирующего клапана уменьшается или увеличивается подача смесительного насоса, поддерживая количество теплоносителя после узла смешения постоянным и равным расходу воды в системе отопления.

Библиографический список

Водяные тепловые сети: справ. пособие по проектированию / И.В. Беляйкина, В.П. Витальев, Н.К.

Громов [и др.] - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 376с.

ТСН от 12.11.2004 г. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормы по энергопотреблению и теплозащите / Постановление Правительства Свердловской области от 12.11.2004 №1062 - ПП. Екатеринбург. 2004г.

Ширяева Н.П., Михайлишин Е.В., Маляр Е.А. Оценка эффективности комбинированного регулирования тепловой нагрузки на отопление в осенне-весенний период / «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды»: сборник материалов X международной научной конференции. - Волгоград-Хайфа: изд-во ВГСУ, 2014. - С.163 - 169.

Количество показов: 1757