+7 (499) 322-30-47  Москва

+7 (812) 385-59-71  Санкт-Петербург

8 (800) 222-34-18  Остальные регионы

Бесплатная консультация с юристом!

Расчет тепловых потерь в тепловых сетях 2019 год

Аннотация научной статьи по жилищно-коммунальному хозяйству, домоводству и бытовому обслуживанию, автор научной работы — Ф Бадах Владимир Федорович, Кузнецова Анна Дмитриевна

Проведен анализ возможности измерения потерь в тепловых сетях . Предложен способ совершенствования существующей структуры норм потерь через изоляцию трубопроводов путем учета их удельной (на один метр длины трубопровода) теплопроводности. Даны рекомендации по расчёту нормативных потерь тепла через изоляцию трубопроводов тепловых сетей .

Похожие темы научных работ по жилищно-коммунальному хозяйству, домоводству и бытовому обслуживанию , автор научной работы — Ф Бадах Владимир Федорович, Кузнецова Анна Дмитриевна,

The analysis of possibility of measurement of losses in thermal networks is carried out. The way of perfection of existing structure of norms of losses through isolation of pipelines by their account specific (on one meter of length of the pipeline) is offered heat conductivity. Recommendations about calculation of standard losses of heat through isolation of pipelines of thermal networks are made.

Текст научной работы на тему «Расчет нормативных потерь тепла через изоляцию трубопроводов тепловых сетей»

УДК 332.872.4; 658.264 РАСЧЕТ НОРМАТИВНЫХ ПОТЕРЬ ТЕПЛА ЧЕРЕЗ ИЗОЛЯЦИЮ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики (СПбГУСЭ),

191015, Санкт-Петербург, ул. Кавалергардская, 7

Аннотация — Проведен анализ возможности измерения потерь в тепловых сетях. Предложен способ совершенствования существующей структуры норм потерь через изоляцию трубопроводов путем учета их удельной (на один метр длины трубопровода) теплопроводности. Даны рекомендации по расчёту нормативных потерь тепла через изоляцию трубопроводов тепловых сетей.

Ключевые слова: тепловые сети, нормативные потери тепла; изоляция трубопроводов.

CALCULATION OF STANDARD LOSSES OF HEAT THROUGH ISOLATION OF

PIPELINES OF THERMAL NETWORKS

За последние годы проведения энергоаудита на теплоснабжающих предприятиях ЖКХ Ленинградской области возникло много вопросов, замечаний и предложений по применению «Порядка расчета и обоснования нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии», утв. Приказом Мин-промэнерго России от 4 октября 2005 г. № 265, (далее — Приказ 265) и сменившей его «Инструкции по организации в Минэнерго России работы по расчету и обоснованию нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии», утв. приказом Минэнерго России от 30 декабря 2008 года № 325 (далее -Приказ №325). Все затрагиваемые вопросы рассматриваются в рамках нижеприведённых нормативных документов [1 -8].

Измерение потерь тепловой энергии в сетях теплоснабжения

Потери тепловой энергии через изоляцию трубопроводов тепловой сети технически неизбежны. В современных российских условиях большая часть по-

требителей не имеет приборы учета тепла, поэтому отпущенная (продаваемая) им тепловая энергия определяется как разница между измеренной на источнике отпущенной тепловой энергией и потерями в тепловой сети.

Технической базой для определения фактических потерь все упомянутые методики называют испытания по РД

34.09.255-97. Суть этих испытаний состоит в выделении из тепловой сети циркуляционного кольца без подключенных потребителей, прокачке по этому кольцу теплоносителя в течении времени, необходимого для установления стационарного режима, и измерении температур в начале (^) и в конце ^2) (при выходе теплоносителя с источника и возврате на него).

Поскольку все потребители отключены от циркуляционного кольца, падение температуры теплоносителя на кольце будет связано только с потерями тепла через изоляцию трубопроводов циркуляционного кольца. Измерив Дt = t1

— t2 и расход теплоносителя, можно эти потери рассчитать.

1. Разница средней температуры теплоносителя и окружающей среды должна равняться среднегодовой для данной сети.

2. Понижение температуры теплоносителя на кольце должно быть не менее 8 оС.

3. Понижение температуры теплоносителя на каждом участке с одинаковыми диаметром трубопровода и видом прокладки должно быть не менее 2 оС.

4. Минимальная сумма материальных характеристик испытываемых участков должна составлять не менее 20% материальной характеристики всей сети.

Ограничение №2 делает испытания невыполнимыми. При типичном температурном графике 95/70 в хорошо отрегулированной сети разница температур в подающем (95 оС) и обратном (70 оС) трубопроводах составляет 25 оС при расчетной температуре наружного воздуха, равной, например для Ленинградской области, -29 оС.

При среднегодовой (как требует ограничение №1) температуре наружного воздуха, которая для Ленинградской области может равняться (2-4) оС, Дt по температурному графику 95/70 будет менее 10 оС. И это при подключенной нагрузке, когда охлаждение теплоносителя происходит вследствие и потерь в тепловой сети, и использования тепла потребителями. Поэтому даже при создании циркуляционного кольца из всех трубопроводов сети и отключении всех потребителей, Дt будет еще меньше (пропорционально величине потерь). Даже при больших потерях в 20 % от отпуска в сеть Дt будет меньше 2 оС, что нарушает ограничение №2 и тем более ограничение №3.

Выполнение ограничения №4 вообще делает испытания бессмысленными. Ведь измерение фактических потерь

тепла на 20% трубопроводов равносильно инвентаризации (а измерение потерь тепла и есть инвентаризация продукции теплоснабжающей организации) только 20% склада.

Согласно этому пункту тепловые потери через изоляцию испытуемого участка с температурами воды ^ на входе и 12 на выходе равны

где: V — объемный расход воды, м /с; р -плотность воды, (

1000 кг/м3); ср — теплоемкость воды (

Использовав примерную величину скорости воды в тепловых сетях и=^$

1м/с, где S — площадь сечения трубы (м2), и нормативы удельных (на 1 м длины) потерь тепла q = Q / L, ккал/м*ч изолированными трубопроводами надземной прокладки, приведенных в таблице 4.5 Приказа №325, оценим, каково будет падение температуры воды Дt = ^ ^ на

трубопроводах нескольких диаметров длиной L по 100 метров, и на какой длине Ьгреб. произойдет падение температуры в 2 оС, указанное в ограничении №3. Результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1. Падение температуры воды At на 100 м и расстояние Ьтреб., на котором At = 2 оС_________________________

Dy S q Дt (Ь=100 м) сч ^ 1 1 ^ о

Из таблицы 1 следует, что падение температуры в результате потерь тепла через изоляцию на трубопроводе Dy = 400 мм длиной 100 метров составит всего

0,0086 оС. Измерить такое падение температуры невозможно. А для того, чтобы падение температуры превышало 2 оС, как требуется по РД 34.09.255097, длина трубопровода должна равняться 23143

метрам. Таких отрезков в сетях теплоснабжения не бывает.

Вывод очевиден: на реальных сетях невозможно определить потери через изоляцию, измеряя температуру воды в начале и конце трубопровода.

Тем не менее требование к теплоснабжающим организациям проводить испытания на тепловые потери по РД

Единственным способом измерить фактические потери в тепловых сетях является балансовый метод, по которому потери в сетях определяются как разность измеренной тепловой энергии, отпущенной с источника, и измеренным количеством тепловой энергии, полученной КАЖДЫМ потребителем. Но это возможно только тогда, когда КАЖДЫЙ потребитель будет иметь приборы учета тепловой энергии.

В настоящее время ЕДИНСТВЕННЫМ способом определить потери через изоляцию трубопроводов является расчет на основе норм тепловых потерь изолированными трубопроводами.

Кстати, пункт 2.8 СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» гласит: «Потери теплоты в тепловых сетях следует определять РАСЧЕТОМ с учетом тепловых потерь через изолированные поверхности трубопроводов и со среднегодовыми утечками теплоносителя».

Очевидно, что такой расчет достаточно приблизителен. Поэтому важно в существующей методике расчета исправить ошибки, устранить неопределенности, сделать методику более понятной и удобной для использования.

Нормы плотности теплового потока через поверхность изоляции трубопроводов

Метод расчета потерь тепла через изоляцию трубопроводов систем теплоснабжения основан на использовании норм плотности теплового потока через поверхность изоляции трубопроводов. Эти нормы требуют для каждого диаметра проектировать такую изоляцию, кото-

Рассмотрим эти затруднения более подробно.

Нормы потерь тепла через изоляцию трубопроводов при бесканальной прокладке

В таблице 2 приведены все четыре нормы для двухтрубной прокладки в непроходных каналах и надземной прокладки трубопроводов с диаметрами Бу 100 мм и Бу 400 мм.

Из графиков, построенных на основе таблицы 2 (рис.1), видно, что нормы постоянно снижались со временем, причем особенно резко в 1990 году.

водов, проложенных в непроходных каналах (рис.2).

_________Таблица 2. Нормы тепловых потерь изолированными водяными теплопроводами

наружный условный ккал/м*ч ккал/м*ч Нормы2/ Нормы1 ккал/м*ч Нормы3/ Нормы1 ккал/м*ч Нормы 4/ Нормы1

двухтрубная прокладка в непроходных каналах Дt = (;под. + іобр.) — ігрунта = 65оС

один трубопровод надземнай прокладки Дінадз. = і — інар.возд. = 95оС

Нормы 2 и 3 взяты при работе в год более 5000 часов

Таблица 3. Сравнение норм потерь тепла изолированными водяными трубопроводами при двухтрубной прокладке в непроходных каналах и при бесканальной укладке

Дt = 0лод. + іобр.) / 2 — ігрунта = 65 оС, работа в год более 5000 часов

Это интересно:  Оплата через Информационно Расчётный центр - Форум Расчет ЖКХ 2019 год

Сравнение норм потерь тепла изолированными водяными трубопроводами при двухтрубной прокладке в непроходных каналах и бесканально а) трубопроводы 0у=100мм

Рисунок 2. Нормы тепловых потерь для трубопроводов, проложенных в непроходных каналах

Совместный или раздельный учет в подающем и обратном трубопроводах

Приказ №265 требует учитывать потери через изоляцию для трубопроводов подземной прокладки совместно для подающего и обратного трубопроводов. В Нормах 1 и Нормах 4 приведены показатели именно суммарные для подающего и обратного трубопроводов. Однако в Нормах 2 и Нормах 3 приведены показатели отдельно для подающего и отдельно для обратного трубопроводов, что конечно удобнее, поскольку иногда диаметры подающего и обратного трубопроводов не одинаковы, в одном канале могут быть проложены три и более трубопроводов и так далее.

Суммарные показатели в Нормах 1 и Нормах 4 могут быть разделены между подающем и обратным трубопроводами в тех же пропорциях, что и в Нормах 2 и Нормах 3.

Нормы потерь тепла через изоляцию трубопроводов взяты из СНиП

2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» при некоторых температурах теплоносителя (а не разностях температур теплоносителя и окружающей среды). Процитируем СНиП

2.04.14-88: «настоящие строительные нормы и правила следует соблюдать при проектировании тепловой изоляции». Проектирование тепловой изоляции состоит в выборе материала и толщины изоляции таких, чтобы при предполагаемых среднегодовых условиях эксплуатации проектируемых трубопроводов плотность теплового потока через поверхность изоляции этих трубопроводов не превышала приведённые в СНиП 2.04.1488 нормы.

Выбор материала и толщины изоляции для трубопровода (для простоты -надземной прокладки) с наружным диаметром с1и осуществляется по формуле

100 р бонус за первый заказ

Различают два вида потерь в тепловых сетях: с тепловыделением и от утечек теплоносителя, которые определяются конструкцией сети, ее состоянием и условиями эксплуатации.

Потери с тепловыделением. Существующие нормы потерь тепла в трубопроводах определяются значениями среднегодовых температур теплоносителя и окружающей среды.

Значения удельных потерь тепла при максимальных и других заданных температурах теплоносителя и соответствующей температуре окружающей среды определяют по формуле (4.1)

q1 = , ккал/(ч м), (4.1)

где q1норм — нормы потери тепла на 1 м теплопровода в зависимости от диаметра, способа прокладки и теплоносителя (определяются по прил. 5 и 6) при среднегодовой температуре теплоносителя tcp, ккал/(ч м);

q1 — удельные потери тепла 1 м теплопровода при заданной температуре теплоносителя t, ккал/(ч м);

tокр. ср. г — среднегодовая температура окружающей среды, при которой заданы нормы потерь тепла, °С;

tокр. ср — фактическая среднегодовая температура окружающей среды, °С.

При подземных прокладках в непроходных каналах температура окружающей среды принимается равной температуре воздуха в канале.

При подземной бесканальной прокладке температура окружающей среды равна температуре грунта на глубине заложения трубопровода. При надземной прокладке температура окружающей среды равна температуре наружного воздуха.

Температурный расчетный (максимальный) график подачи теплоносителя от ЦТП и котельных для прямых и обратных магистралей равен соответственно:

tподтн рас = 95 °С и tобртн рас = 70 °С.

Температурный график среднегодовых температур подачи теплоносителя для прямых и обратных магистралей равен соответственно:

tподтн ср = 59 °С и tобртн ср = 47 °С.

Для трубопроводов надземной прокладки температура окружающей среды, при которой заданы нормы потерь тепла, равна среднегодовой температуре окружающей среды за отопительный период.

Для трубопроводов подземной прокладки в непроходных каналах температура окружающей среды, при которой заданы нормы потерь тепла, принимается равной:

tпкокр. ср. г =

Для трубопроводов подземной не канальной прокладки температура, при которой заданы нормы потерь тепла, равна среднегодовой температуре грунта и составляет для средней полосы России (на глубине 0,8 м):

tпбокр. ср. г = °С.

Расчетные (минимальные) температуры окружающей среды равняются:

для трубопроводов надземной прокладки

для трубопроводов подземной прокладки в непроходных каналах

tнокр.ср = 40 °С; tпкокр. рас =

для трубопроводов подземной бесканальной прокладки

(средняя зимняя температура грунта на глубине 0,8 м).

С учетом вышеизложенного, формулы для определения потерь тепла тепловыделением приведены в прил. 7.

Для расчета максимальных часовых потерь используются максимальные удельные потери q1макс, для расчета средних часовых потерь -средние удельные потери qlcp.

Таким образом, исходными данными для расчета потерь тепла тепловыделением рассматриваемых сетей являются удельные потери тепла и суммарные длины участков трасс с учетом способов прокладки.

Потери тепла с утечкой теплоносителя. Среднечасовая величина утечки за год принимается равной 0,25% от объема воды в трубопроводах тепловой сети и присоединенных к ним местных систем отопления зданий. Расчетная (максимальная) часовая величина утечки, учитывая возможные колебания в течение года в зависимости от режима работы системы, принимается равной 0,5% от всего объема теплоносителя. Объем воды в трубопроводах тепловой сети определяется в зависимости от их протяженности и диаметра по сводной специфики. Удельный объем воды в трубопроводах в зависимости от диаметра приведен в прил. 8. Для трубопровода с другим диаметром удельный объем можно определить по выражению

V1тр = , м3/км, (4.2)

Удельный объем воды в системах отопления зданий по всему объекту на 1 Гкал/ч суммарного расчетного расхода тепла принимается равным:

для промышленных предприятий — 15 м3.

Годовые потери тепла с тепловыделением и утечкой за отопительный сезон, Гкал, рассчитываются по формуле

где tот продолжительность отопительного сезона.

Для уменьшения расхода теплоты необходим строгий учет тепловых потерь в технологическом оборудовании и тепловых сетях. Тепловые потери зависят от типа оборудования и трубопроводов, правильной их эксплуатации и вида изоляции.

Тепловые потери (Вт) рассчитывают по формуле

В зависимости от типа оборудования и трубопровода суммарное термическое сопротивление составляет:

для изолированного трубопровода с одним слоем изоляции:

для изолированного трубопровода с двумя слоями изоляции:

для технологических аппаратов с многослойными плоскими или цилиндрическими стенками диаметром более 2 м:

для технологических аппаратов с многослойными плоскими или цилиндрическими стенками диаметром менее 2 м:

сителя к внутренней стенке трубопровода или аппарата и от наружной поверхности стенки в окружающую среду, Вт/(м 2 — К); Хтр, ?.ст, Xj — теплопроводность соответственно материала трубопровода, изоляции, стенок аппарата, /-го слоя стенки, Вт/(м • К); 5СТ. — толщина стенки аппарата, м.

Коэффициент теплоотдачи определяют по формуле

или по эмпирическому уравнению

Перенос теплоты от стенок трубопровода или аппарата в окружающую среду характеризуется коэффициентом ан [Вт/(м 2 К)], который определяют по критериальным или эмпирическим уравнениям:

по критериальным уравнениям:

Коэффициенты теплоотдачи ав и ан рассчитывают по критериальным или эмпирическим уравнениям. Если горячим теплоносителем является горячая вода или конденсирующийся пар, то ав > ан, т. е. RB 2 — К)] рассчитывают по критериальным уравнениям:

по эмпирическим уравнениям:

Тепловая изоляция аппаратов и трубопроводов изготовлена из материалов с малой теплопроводностью. Хорошо подобранная тепловая изоляция позволяет снизить потери теплоты в окружающее пространство на 70 % и более. Кроме того, она повышает производительность тепловых установок, улучшает условия труда.

Тепловая изоляция трубопровода состоит в основном из одного слоя, покрытого сверху для прочности слоем листового металла (кровельная сталь, алюминий и др.), сухой штукатурки из цементных растворов и пр. В случае использования покровного слоя из металла его термическим сопротивлением можно пренебречь. Если покровным слоем является штукатурка, то ее теплопроводность незначительно отличается от теплопроводности теплоизоляции. В этом случае толщина покровного слоя составляет, мм: для труб с диаметром менее 100 мм — 10; для труб с диаметром 100—1000 мм — 15; для труб с большим диаметром — 20.

Толщина тепловой изоляции и покровного слоя не должна превышать предельной толщины, зависящей от массовых нагрузок на трубопровод и его габаритных размеров. В табл. 23 приведены значения предельной толщины изоляции паропроводов, рекомендуемые нормами проектирования тепловой изоляции.

Тепловая изоляция технологических аппаратов может быть однослойной или многослойной. Потери теплоты через тепловую

изоляцию зависят от вида материала. Теплопотери в трубопроводах рассчитывают на 1 и 100 м длины трубопроводов, в технологическом оборудовании — на 1 м 2 поверхности аппарата.

Слой загрязнений на внутренних стенках трубопроводов создает дополнительное термическое сопротивление переносу теплоты в окружающее пространство. Термические сопротивления R (м • К/Вт) при движении некоторых теплоносителей имеют следующие значения:

В трубопроводах, подающих технологические растворы к аппаратам и горячие теплоносители к теплообменным установкам, имеются фасонные части, в которых теряется часть теплоты потока. Местные потери теплоты (Вт/м) определяют по формуле

Это интересно:  Перерасчеты - Форум Расчет ЖКХ 2019 год

Коэффициенты местных сопротивлений фасонных частей трубопроводов имеют следующие значения:

При составлении табл. 24 расчет удельных тепловых потерь проводился для стальных бесшовных трубопроводов (давление 5 Па; температура воды — 50 и 70 °С; теплоизоляция выполнена в один слой из асбестового шнура, = 0,15 Вт/(м • К); коэффициент теплоотдачи а„ = 15 Вт/(м 2 — К).

Пример 1. Расчет удельных тепловых потерь в паропроводе.

Пример 2. Расчет удельных тепловых потерь в неизолированном трубопроводе.

Трубопровод стальной диаметром 108 мм. Диаметр условного прохода dy = 100 мм. Температура пара 110°С, окружающей среды 18 °С. Теплопроводность стали X = 45 Вт/(м • К).

Полученные данные свидетельствуют о том, что использование тепловой изоляции сокращает тепловые потери на 1 м длины трубопровода в 2,2 раза.

Удельные тепловые потери, Вт/м 2 , в технологических аппаратах кожевенного и валяльно-войлочного производства составляют:

Пример 3. Расчет удельных тепловых потерь в технологических аппаратах.

1. Барабан «Гигант» изготовлен из лиственницы.

2. Сушилка фирмы «Хирако Кинзоку».

3. Баркас для крашения беретов. Изготовлен из нержавеющей стали [к = 17,5 Вт/(м-К)]; теплоизоляции нет. Габаритные размеры баркаса 1,5 х 1,4 х 1,4 м. Толщина стенки 8СТ = 4 мм. Температура процесса t = = 90 °С; воздуха в цехе /ср = 20 °С. Скорость воздуха в цехе v = 0,2 м/с.

Коэффициент теплоотдачи а может бьггь рассчитан следующим образом: а = 9,74 + 0,07 At. При /ср = 20 °С а составляет 10—17 Вт/(м 2 • К).

Если поверхность теплоносителя аппарата открыта, удельные тепловые потери от этой поверхности (Вт/м 2 ) рассчитывают по формуле

Индустриальная служба «Каприкорн» (Великобритания) предлагает использовать систему «Алплас» для уменьшения тепловых потерь с открытых поверхностей теплоносителей. Система основана на применении полых полипропиленовых плавающих шариков, почти полностью покрывающих поверхность жидкости. Опыты показали, что при температуре воды в открытом резервуаре 90 °С тепловые потери при использовании слоя шариков снижаются на 69,5 %, двух слоев — на 75,5 %.

Пример 4. Расчет удельных тепловых потерь через стенки сушильной установки.

Стенки сушильной установки могут быть изготовлены из различных материалов. Рассмотрим следующие конструкции стенок:

1. Два слоя стали толщиной 5СТ = 3 мм с расположенной между ними изоляцией в виде асбестовой плиты толщиной 5И = 3 см и теплопроводностью Хи = 0,08 Вт/(м • К).

2. Два слоя стали толщиной 5СТ = 3 мм и изоляцией в виде слоя стекловолокна толщиной 5И = 3 см и Хи = 0,04 Вт/(м • К).

3. Два слоя стали толщиной 5СТ = 3 мм и изоляцией в виде слоя шлаковаты толщиной 5И = 3 см и Хи = 0,076 Вт/(м • К).

Сравним удельные тепловые потери через стенки сушильной установки:

Как видно из расчетов, уменьшить потери теплоты можно за счет применения соответствующего вида изоляции.

В производственных условиях имеют место потери теплоты при утечке теплоносителя через неплотности соединений. В этом случае потери теплоты (кВт) определяют по формуле

Например, потери теплоты при утечке воды, температура которой 70 °С, через отверстие диаметром 5 мм со скоростью 0,5 м/с составляют

В процессе выбора теплоизоляционных материалов, конструкций и изделий неизбежно возникает ряд важных вопросов, правильно ответить на которые можно, только выполнив соответствующие расчеты, потому как другие методы (метод аналогов и т.д.) далеко не во всех случаях дают приемлемый результат. Простой пример: в случае бесканальной прокладки трубопроводов условным проходом 200 мм одно только изменение характеристик грунта и глубины заложения может изменить минимально возможную толщину тепловой изоляции на 40% при всех прочих равных условиях. А значение тепловых потерь при фиксированной толщине теплоизоляционного слоя может возрасти на 24%. Отсюда следует вывод, что даже при неизменных параметрах трубопроводов и теплоносителей нужно выполнять индивидуальный расчет тепловых потерь с учетом конкретных условий прокладки.

Целью, с которой проводится расчет тепловых потерь, является определение фактических потерь теплоэнергии через теплоизоляцию трубопроводов водяных тепловых сетей централизованного теплоснабжения.

Расчет тепловых потерь проводится для всей теплосети, подключенной к общему источнику энергии. Расчет фактических потерь тепловой энергии по каким-то отдельным участкам сети не выполняется.

Расчет тепловых потерь предполагает наличие аттестованных узлов учета тепловой энергии как у потребителей тепловой энергии, так и на источнике тепловой энергии. Количество потребителей, имеющих приборы учета, должно быть не меньше 20% от суммарного количества потребителей рассматриваемой тепловой сети.

Таблица расчета тепловых потерь.

Приборы, с использованием которых будет выполняться расчет тепловых потерь отопительных трубопроводов, должны быть оснащены архивом с часовой и суточной регистрацией значений. Глубина часового архива должна быть не меньше 720 часов, а суточного — не меньше 30 суток.

Основным при выполнении расчета тепловых потерь отопительных трубопроводов является часовой архив. Суточный архив применяется в случае отсутствия часовых данных по каким-либо причинам.

Расчет фактических тепловых потерь выполняется на основании измерений температуры и расхода сетевой воды в подающем трубопроводе у потребителей сети, имеющих приборы учета, а также температуры сетевой воды на источнике энергии. Расчет тепловых потерь для потребителей без измерительных приборов выполняется по несколько иной методике.

Потребителями и источниками тепловой энергии считаются:

  • в случае отсутствия приборов учета непосредственно в строениях: потребители тепловой энергии — индивидуальный или центральный тепловой пункты; источники тепловой энергии — котельные, теплоэлектростанции и т.п.;
  • в случае наличия учетных приборов непосредственно в зданиях потребителями тепловой энергии считаются непосредственно здания, а источниками — центральные тепловые пункты.

Нормативы расхода тепловой энергии на собственные нужды котельной.

Для удобства выполнения расчета потерь тепловой энергии через теплоизоляцию подающие трубопроводы разграничиваются на: основные трубопроводы и ответвления от основных трубопроводов.

Под основным трубопроводом следует понимать часть подающего трубопровода между источником тепловой энергии и тепловой камеры, из которой идет ответвление к потребителям тепловой энергии.

Ответвления от основных трубопроводов — это части подающих трубопроводов от соответствующих тепловых камер до потребителей тепловой энергии.

Расчет фактических тепловых потерь выполняется с использованием нормативных значений потерь, которые определяются по нормам потерь тепловой энергии для сетей, теплоизоляция которых была выполнена в соответствии с нормами проектирования (нормы следует уточнять по проектной и исполнительной документации).

Перед тем как начинать расчет тепловых потерь нужно:

  • произвести сбор исходных данных о рассматриваемой тепловой сети;
  • составить расчетную схему тепловой сети, на которой указываются условный диаметр (условный проход), тип и длина прокладки трубопроводов для всех участков сети;
  • собрать данные по подключенной нагрузке потребителей тепловой сети;
  • установить тип приборов учета и наличие у них часовых и суточных архивов.

Типовая расчетная схема тепловой сети.

В случае отсутствия централизованного сбора данных учетных приборов выполняется подготовка необходимых устройств для сбора: переносного компьютера или адаптера. На переносной компьютер необходимо установить специальную программу, которая поставляется в комплекте с прибором учета. Данная программа предназначена для считывания часовых и суточных архивов с заданных теплосчетчиков.

В целях повышения точности расчета тепловых потерь предпочтительно выполнять сбор данных учетных приборов за некоторый временной интервал в неотопительный сезон, когда расход сетевой воды незначительный, предварительно узнав в теплоснабжающей организации о запланированных отключениях подачи тепловой энергии, чтобы данное время исключить из периода сбора показаний измерительных приборов.

При помощи проектной и исполнительной документации по рассматриваемой тепловой сети создается таблица всех участков данной тепловой сети. Под участком тепловой сети следует понимать участок трубопровода, который отличается от остальных одной из следующих характеристик:

  • условным диаметром трубопровода (условным проходом трубопровода);
  • типом прокладки (подземная канальная, надземная, подземная бесканальная);
  • тепловой изоляцией (материалом основного слоя термоизоляционной конструкции);
  • годом прокладки.

Таблица среднемесячных температур грунта и наружного воздуха.

В соответствующей таблице дополнительно указывается длина участка и наименование начального и конечного узлов рассматриваемого участка.

Основываясь на данных метеослужбы, необходимо составить таблицу среднемесячных температур грунта и наружного воздуха на разных глубинах прокладки трубопроводов, усредненных за 5 лет. Среднегодовые температуры грунта и наружного воздуха определяются как среднее арифметическое из среднемесячных значений за все время эксплуатации тепловой сети. Основываясь на утвержденном тепловом графике отпуска тепловой энергии, следует определить среднемесячные температуры сетевой воды в обратном и подающем трубопроводах.

Для определения среднемесячной температуры сетевой воды нужно знать среднемесячную температуру наружного воздуха. Среднегодовые температуры сетевой воды в обратном и подающем трубопроводах определяются как среднее арифметическое из среднемесячных показателей с учетом продолжительности работы тепловой сети по месяцам и за календарный год. Основываясь на данных службы учета теплопотребления, которые можно получить в теплоснабжающей организации, следует составить таблицу, в которой для каждого потребителя приводятся следующие данные:

Это интересно:  Перерасчет за отопление при оплате по нормативу - Форум Расчет ЖКХ 2019 год

Расчетные значения расхода сетевой воды на горячее водоснабжение.

  • тип системы теплоснабжения (закрытая или открытая);
  • наименование потребителей тепловой энергии;
  • присоединенная нагрузка вентиляционной системы;
  • присоединенная нагрузка отопительной системы;
  • значение присоединенной средней нагрузки системы горячего водоснабжения;
  • глубина часового и суточного архивов;
  • марка (наименование) приборов учета;
  • отсутствие или наличие централизованного сбора данных.

В случае наличия централизованного сбора данных в соответствии с результатами измерений следует выбрать период, за который будет выполняться расчет тепловых потерь. При этом нужно учитывать ряд факторов, а именно:

  • в целях повышения точности расчета тепловых потерь лучше всего выбирать период с наименьшим расходом сетевой воды (как правило, это неотопительный период);
  • в выбранный период времени не должно проводиться плановых отключений потребителей от теплосети;
  • показатели измерительных приборов собираются как минимум за 30 календарных дней.

Формула расчета тепловых потерь.

В случае отсутствия централизованного сбора данных нужно в течение 3-5 дней собрать суточный и часовой архивы учетных приборов у потребителей теплоэнергии и на источнике теплоэнергии, используя для этого адаптер либо переносной компьютер с установленным программным обеспечением для считывания данных с используемого теплосчетчика.

Чтобы выполнить расчет тепловых потерь, нужно иметь следующие данные:

  • температура сетевой воды в подающих трубопроводах у потребителей;
  • расход сетевой воды в подающих трубопроводах у потребителей;
  • температура сетевой воды в обратном и подающем трубопроводах на источнике теплоэнергии;
  • расход сетевой воды в подающих трубопроводах на источнике теплоэнергии;
  • расход подпиточной воды на источнике энергии.

Главная задача обработки данных учетных приборов заключается в преобразовании исходных файлов, которые считываются непосредственно с тепловых счетчиков, в единый формат, который позволяет проводить дальнейшую проверку на достоверность (верификацию) измеренных параметров теплопотребления и необходимые расчеты.

Конструкция теплового счетчика.

Для тепловых счетчиков разных видов данные считываются в разных форматах и требуют соответствующих процедур обработки. Так, для одного типа теплосчетчиков у различных потребителей параметры, сохраненные в архиве, могут требовать использования разных коэффициентов приведения начальных данных к единым физическим величинам. Различие данных коэффициентов определяется характеристикой импульсных входов вычислителя и диаметром преобразователя расхода. Ввиду этого первоначальная обработка полученных данных требует индивидуального подхода для файлов исходных данных. Часовые и суточные параметры теплоносителя применяются для подтверждения достоверности измеренных значений. При выполнении данной процедуры основное внимание необходимо обратить на следующие показатели:

  • значение расходов и температур теплоносителя не должны выходить за физически обоснованные границы;
  • суточный файл не должен содержать резких изменений расхода теплоносителя;
  • изменение значения среднесуточной температуры носителя в подающем трубопроводе на источнике тепловой энергии должно соответствовать изменению среднесуточной температуры в подающем трубопроводе и потребителей;
  • среднесуточная температура теплоносителя в подающем трубопроводе у потребителей должна быть не выше среднесуточных значений температуры в подающем трубопроводе на источнике.

Конструкция счётчика тепла.

В соответствии с результатами верификации исходных данных учетных проборов следует составить таблицу, в которой для всех потребителей тепловой энергии, имеющих приборы учета, и для источника энергии приводится тот период времени, когда достоверность начальных данных не вызывает сомнений. На основании этой таблицы следует выбрать общий период, в течение которого имеются достоверные данные изменения для всех потребителей сети и на источнике теплоэнергии (так называемый период наличия данных).

На основании часового файла данных, полученного на источнике теплоэнергии, определяют количество часов в периоде измерений, данные за которые будут использованы для дальнейшей обработки. Перед тем как определять период измерений, следует вычислить время, необходимое для заполнения всех подающих трубопроводов теплоносителем.

Нужно, чтобы период измерений удовлетворял ряду условий, а именно:

  • значение средней температуры сетевой воды в подающем трубопроводе на источнике теплоэнергии за время до начала периода измерений и значение средней температуры воды в подающем трубопроводе на источнике теплоэнергии за время в конце измерений должно отличаться не более, чем на 5 градусов;
  • измерения должны вестись непрерывно в течение как минимум 240 часов;
  • период измерений должен полностью содержаться в периоде наличия данных.

Проведение расчета теплопотерь дома.

Если подобный период невозможно выбрать по причине отсутствия данных у одного или же нескольких потребителей, то данные приборов учета таких потребителей в дальнейших расчетах не используются.

Количество потребителей, у которых есть данные приборов учета, должно составлять не меньше 20% от суммарного числа потребителей рассматриваемой тепловой сети. В случае уменьшения количества потребителей с учетными приборами до менее 20% нужно подобрать другой период для сбора данных и снова проделать процедуру верификации.

Для параметров, полученных на источнике теплоэнергии, нужно определить среднюю за период измерений температуру сетевой воды в подающем трубопроводе и среднюю за период измерений температуру сетевой воды в обратном трубопроводе.

Для измерительного периода нужно определить среднюю температуру воздуха и среднюю температуру почвы на средней глубине заложения оси трубопроводов.

Однако проблема заключается в том, что в зависимости от варианта прокладки теплотрассы количество формул, используемых для расчетов, составит от 8 до 23. Количество же входящих в них переменных и коэффициентов — от 20 до 29. Так что даже при наличии у вас специальных знаний и опыта выполнения расчета минимально допустимой толщины тепловой изоляции (а равно и расчета фактических тепловых потерь) — это очень трудоемкая работа.

Формула расчета минимально допустимой толщины тепловой изоляции.

Многих интересует, что будет, если пренебречь нормами СНиП и допустить большие тепловые потери. Если оставить в стороне административно-правовой аспект этого вопроса и рассмотреть исключительно экономические последствия, то дело будет обстоять следующим образом.

В последние годы имеет место планомерное ужесточение подхода надзорных органов к рассмотрению и утверждению показателей технологически обусловленных тепловых потерь при транспортировке энергии. То есть с каждым годом теплоснабжающие организации могут включать в тариф (и тем самым перекладывать на плечи потребителей) все меньшие тепловые потери.

В соответствии с действующими нормативными документами потери, которые включаются в тариф, не могут быть больше установленных СНиП значений более, чем на определенную величину, которая жестко регламентируется. Как правило, эта величина ограничивается дополнительными теплопотерями через опоры трубопроводов и составляет порядка 15-20% от нормативных потерь.

Таблица расчета минимально допустимой толщины тепловой изоляции.

Нормативы тепловых потерь СНиПа от 2003 года примерно на 26% меньше, чем нормативы СНиПа от 1988 года, и практически в 2,5 раза меньше значений, установленных нормами 1959 года. Становится ясно, что альбомы проектных решений и прочая проектная документация, составленная до 2003 года, в основном не способны обеспечить соответствия теплопотерь современным требованиям.

Таким образом, применение устаревших (конкретно в этом случае — разработанных до 2003 года) проектных решений или же использование готовых теплоизоляционных изделий без выполнения расчетов на соответствие их требованиям СНиП способно обернуться ежегодными сверхнормативными потерями тепловой энергии.

Соотношение расчетной плотности теплового потока.

Невозможно сопоставить разные теплоизоляционные материалы и изделия по соотношению их цены и качества, не определив заранее, каковы будут значения тепловых потерь при их применении.

На диаграмме, представленной на изображении 1, приведено соотношение расчетной плотности теплового потока при использовании разнообразных теплоизоляционных материалов. При равной толщине изоляции тепловой поток через нее для разных материалов отличается во много раз. Методика [1] соответствует расчету, который предложили Н.Н Арефьев и Л.И. Мунябин.

На этой диаграмме приведен тепловой поток для изделий с равной толщиной теплоизоляционного материала. Теоретически чем выше значение теплопроводности материала, тем толще должно быть изготовленное из него изделие. Однако в реальных условиях изделия, имеющие большую теплопроводность, зачастую имеют меньшую толщину по сравнению с изготовленными из более эффективных материалов. Ввиду этого на практике фактические теплопотери через изоляцию разных марок различаются еще больше, чем на приведенной диаграмме.

Отсюда вывод, в соответствии с которым следует, что экономически обоснованный выбор теплоизоляционных изделий и материалов возможен исключительно на основе результатов расчета теплопотерь, которые будут иметь место при применении этих изделий и материалов.

Методик, в соответствии с которыми может быть выполнен расчет тепловых потерь через изоляцию, существует довольно много. Основное различие между ними состоит в методах учета изменений условий эксплуатации теплосетей, прежде всего — зависимости между теплопроводностью и влагопоглощением теплоизоляционного материала.

»

Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий

Adblock detector