Vzorec pro výpočet tepelných ztrát v tepelných sítích. Kompenzace ztrát ve formě nákladů na ztráty tepelné energie. Výpočet tepelných ztrát v tepelných sítích

V.G. Chromčenkov, vedoucí laboratoř, G.V. Ivanov, postgraduální student,
E.V. Khromčenková, studentka,
Katedra "Systémy průmyslové výroby tepla a elektřiny",
Moskevský energetický institut (Technická univerzita)

Tento příspěvek shrnuje některé výsledky našich průzkumů úseků tepelných sítí (TN) soustavy zásobování teplem sektoru bydlení a komunálních služeb s analýzou stávající úroveň ztráty tepelné energie v tepelných sítích. Práce byly prováděny v různých regionech Ruské federace zpravidla na žádost vedení bytových a komunálních služeb. Významné množství výzkumů bylo realizováno také v rámci Projektu převodu resortního bytového fondu spojeného s úvěrem od Světové banky.

Stanovení tepelných ztrát při dopravě chladiva je důležitý úkol, jejíž výsledky rozhodnutí mají závažný dopad na proces tvorby tarifu za tepelnou energii (TE). Znalost této hodnoty tedy také umožňuje správně zvolit výkon hlavního a pomocného zařízení centrální výtopny a v konečném důsledku i zdroje tepla. Velikost tepelných ztrát při dopravě chladiva se může stát rozhodujícím faktorem při volbě struktury systému zásobování teplem s jeho případnou decentralizací, volbě teplotního harmonogramu otopné soustavy apod. Stanovení skutečných tepelných ztrát a jejich porovnání se standardními hodnotami nám umožňuje zdůvodnit efektivitu práce na modernizaci topného systému výměnou potrubí a/nebo jejich izolací.

Často je hodnota relativních tepelných ztrát akceptována bez dostatečného zdůvodnění. V praxi jsou hodnoty relativních tepelných ztrát často násobky pěti (10 a 15 %). Je třeba poznamenat, že v v poslední době Stále více městských podniků počítá normové tepelné ztráty, které by podle našeho názoru měly být stanoveny v povinné. Standardní tepelné ztráty přímo zohledňují hlavní ovlivňující faktory: délku potrubí, jeho průměr a teploty chladicí kapaliny a prostředí. Pouze se nebere v úvahu skutečný stav izolace potrubí. Pro celé vozidlo je třeba vypočítat standardní tepelné ztráty, které určí tepelné ztráty únikem chladicí kapaliny a izolačním povrchem všech potrubí, kterými je přiváděno teplo ze stávajícího zdroje tepla. Tyto výpočty navíc musí být provedeny jak v plánované (kalkulované) verzi s přihlédnutím k průměrným statistickým údajům o teplotě venkovního vzduchu, půdy, délce topného období atd., tak na konci upřesněny pomocí skutečných data zadané parametry, včetně zohlednění skutečných teplot chladicí kapaliny v dopředném a zpětném potrubí.

I kdybychom však správně určili průměrné normové ztráty pro celý městský dopravní systém, nelze tato data přenést na jeho jednotlivé úseky, jak se to často děje např. při stanovení hodnoty připojené tepelné zátěže a výběru kapacity výměníkové a čerpací zařízení ústřední výtopny ve výstavbě nebo modernizaci. Je nutné je spočítat pro tuto konkrétní část vozidla, jinak můžete dostat významnou chybu. Takže například při stanovení standardních tepelných ztrát pro dva libovolně zvolené mikrookresy jednoho z měst Krasnojarského regionu, s přibližně stejnou odhadovanou připojenou tepelnou zátěží jednoho z nich, činily 9,8% a druhý - 27 %, tj. se ukázalo být 2,8krát větší. Průměrná hodnota tepelných ztrát ve městě, akceptovaná při výpočtech, je 15 %. V prvním případě se tedy tepelné ztráty ukázaly být 1,8krát nižší a ve druhém - 1,5krát vyšší než průměrné standardní ztráty. Takový velký rozdíl lze snadno vysvětlit, pokud vydělíme množství tepla přeneseného za rok plochou potrubí, kterým dochází ke ztrátám tepla. V prvním případě je tento poměr 22,3 Gcal / m2 a ve druhém - pouze 8,6 Gcal / m2, tzn. 2,6krát více. Podobný výsledek lze získat jednoduchým porovnáním materiálových charakteristik úseků topné sítě.

Obecně může být chyba při stanovení tepelných ztrát při přepravě chladiva v konkrétním úseku vozidla oproti průměrné hodnotě velmi velká.

V tabulce Na obrázku 1 jsou uvedeny výsledky průzkumu 5 sekcí otopné soustavy Ťumeň (kromě výpočtu standardních tepelných ztrát jsme provedli i měření skutečných tepelných ztrát z povrchu izolace potrubí viz níže). První část je hlavní částí vozidla s velkými průměry potrubí

a tomu odpovídající vysoké náklady na chladicí kapalinu. Všechny ostatní části vozidla jsou slepé uličky. Spotřebiče FC ve druhé a třetí sekci jsou 2- a 3patrové budovy umístěné podél dvou paralelních ulic. Čtvrtá a pátá sekce mají také společnou tepelnou komoru, ale pokud jsou spotřebitelé ve čtvrté sekci kompaktně umístěni relativně velké čtyř- a pětipodlažní domy, pak v páté sekci jsou soukromé jednopatrové domy umístěné podél jedné dlouhé ulice .

Jak je vidět z tabulky. 1, relativní reálné tepelné ztráty v zkoumaných úsecích potrubí často dosahují téměř poloviny předávaného tepla (úseky č. 2 a č. 3). V oblasti č. 5, kde se nacházejí soukromé domy, se více než 70 % tepla ztrácí do okolí, a to i přesto, že koeficient překročení absolutních ztrát nad standardními hodnotami je přibližně stejný jako v ostatních oblastech. Naopak při kompaktním uspořádání poměrně velkých spotřebičů se tepelné ztráty prudce snižují (sekce č. 4). Průměrná rychlost Chladicí kapalina v této oblasti je 0,75 m/s. To vše vede k tomu, že skutečné relativní tepelné ztráty v tomto úseku jsou více než 6x nižší než v ostatních slepých úsecích, a to pouze 7,3%.

Naproti tomu v úseku č. 5 je rychlost chladicí kapaliny průměrně 0,2 m/s a v posledních úsecích topné sítě (v tabulce neznázorněno) je díky velkým průměrům potrubí a nízkým průtokům chladicí kapaliny pouze 0,1-0,02 m/s. S přihlédnutím k poměrně velkému průměru potrubí, a tedy teplosměnné plochy, jde do země velký počet teplo.

Je třeba mít na paměti, že množství tepla ztraceného z povrchu potrubí prakticky nezávisí na rychlosti pohybu síťové vody, ale závisí pouze na jejím průměru, teplotě chladicí kapaliny a stavu izolačního materiálu. povlak. Pokud jde však o množství tepla přenášeného potrubím,

tepelné ztráty přímo závisí na rychlosti chladicí kapaliny a prudce se zvyšují, když se snižuje. V limitním případě, kdy je rychlost chladicí kapaliny centimetry za vteřinu, tzn. voda prakticky stojí v potrubí, většina FC se může ztratit do okolí, i když tepelné ztráty nesmí překročit standardní hodnoty.

Velikost relativních tepelných ztrát tedy závisí na stavu izolačního povlaku a je také do značné míry určena délkou vozidla a průměrem potrubí, rychlostí pohybu chladicí kapaliny potrubím a tepelným výkonem. připojených spotřebitelů. Proto přítomnost malých spotřebitelů paliva v systému zásobování teplem, vzdáleném od zdroje, může vést ke zvýšení relativních tepelných ztrát o mnoho desítek procent. Naopak u kompaktního vozidla s velkými spotřebiči mohou být relativní ztráty několik procent dodaného tepla. To vše je třeba mít na paměti při projektování systémů zásobování teplem. Například pro lokalitu č. 5 diskutovanou výše by mohlo být ekonomičtější instalovat samostatné plynové generátory tepla v soukromých domech.

Ve výše uvedeném příkladu jsme spolu se standardními zjišťovali skutečné tepelné ztráty z povrchu izolace potrubí. Znát skutečné tepelné ztráty je velmi důležité, protože... Jak ukazují zkušenosti, mohou být několikanásobně vyšší než standardní hodnoty. Tyto informace vám umožní udělat si představu o skutečném stavu tepelné izolace potrubí vozidel, identifikovat oblasti s největšími tepelnými ztrátami a vypočítat ekonomická účinnost výměna potrubí. Kromě toho přítomnost takových informací umožní zdůvodnění skutečné náklady 1 Gcal dodaného tepla u krajské energetické komise. Pokud však lze tepelné ztráty spojené s únikem chladiva zjistit skutečným doplňováním topného systému za přítomnosti příslušných údajů u zdroje paliva a v případě jejich nepřítomnosti lze vypočítat jejich standardní hodnoty, pak určení skutečného tepla ztráty z povrchu izolace potrubí je velmi obtížný úkol.

V souladu s tím, aby bylo možné zjistit skutečné tepelné ztráty ve zkoušených úsecích systému dvoutrubkového systému ohřevu vody a porovnat je se standardními hodnotami, musí být uspořádán cirkulační prstenec skládající se z předního a zpětného potrubí s propojkou mezi nimi. Od něj musí být odpojeny všechny pobočky a jednotliví účastníci a průtok ve všech úsecích vozidla musí být stejný. V tomto případě musí být minimální objem zkoušených úseků podle materiálových charakteristik minimálně 20 % materiálových charakteristik celé sítě a rozdíl teplot chladiva musí být minimálně 8 °C. Měl by tak vzniknout prstenec velké délky (několik kilometrů).

S přihlédnutím k praktické nemožnosti provádění zkoušek touto metodou a splnění řady jejích požadavků v průběhu topné sezóny, jakož i její složitosti a těžkopádnosti jsme navrhli a již řadu let úspěšně používáme metodu tepelné zkoušky založenou na jednoduché fyzikální zákony přenosu tepla. Jeho podstata spočívá ve skutečnosti, že při znalosti poklesu („klesání“) teploty chladicí kapaliny v potrubí z jednoho místa měření do druhého při známém a konstantním průtoku je snadné vypočítat tepelné ztráty v daném části vozidla. Poté jsou při konkrétních teplotách chladiva a prostředí v souladu se získanými hodnotami tepelných ztrát přepočteny na průměrné roční podmínky a porovnány se standardními také redukovány na průměrné roční podmínky pro daný region s přihlédnutím k teplotní harmonogram dodávky tepla. Poté se určí koeficient převýšení skutečných tepelných ztrát nad standardní hodnoty.

Měření teploty chladicí kapaliny

Vzhledem k velmi malým hodnotám rozdílu teplot chladicí kapaliny (desetiny stupně) jsou na oba kladeny zvýšené požadavky měřící zařízení(měřítko by mělo být v desetinách OS), a důkladnost samotných měření. Při měření teploty musí být povrch trubek očištěn od rzi a trubky v místech měření (na koncích úseku) by měly mít pokud možno stejný průměr (stejnou tloušťku). S přihlédnutím k výše uvedenému by měla být teplota chladiva (dopředného a zpětného potrubí) měřena v místech rozvětvení topného systému (zajištění konstantního průtoku), tzn. v tepelných komorách a studních.

Měření průtoku chladicí kapaliny

Průtok chladicí kapaliny musí být stanoven pro každou z nerozvětvených částí vozidla. Při testování bylo někdy možné použít přenosný ultrazvukový průtokoměr. Obtížnost přímého měření průtoku vody zařízením je způsobena tím, že nejčastěji se zkoumané úseky vozidla nacházejí v neprůchodných podzemních kanálech a v termálních vrtech díky uzavíracím ventilům v nich umístěných není vždy možné dodržet požadavek na požadované délky přímých úseků před a za místem instalace zařízení. Proto byly pro stanovení průtoků chladiva v sledovaných úsecích topného potrubí spolu s přímým měřením průtoku v některých případech použity údaje z měřičů tepla instalovaných na objektech připojených k těmto úsecím sítě. Při absenci měřičů tepla v budově byly průtoky vody v přívodním nebo vratném potrubí měřeny přenosným průtokoměrem na vstupu do budov.

Pokud nebylo možné přímo měřit průtok síťové vody, byly pro stanovení průtoku chladicí kapaliny použity její vypočtené hodnoty.

Při znalosti průtoku chladiva na výstupu z kotelen, ale i v dalších oblastech, včetně objektů napojených na sledované úseky topné sítě, je tedy možné stanovit náklady téměř ve všech úsecích vozidla.

Příklad použití techniky

Je třeba také poznamenat, že je nejjednodušší, nejpohodlnější a nejpřesnější provést takovou kontrolu, pokud každý spotřebitel nebo alespoň většina má měřiče tepla. Je lepší, když měřiče tepla mají hodinový archiv dat. Po obdržení od nich potřebné informace, je snadné určit jak průtok chladicí kapaliny v kterékoli části vozidla, tak teplotu chladicí kapaliny v klíčových bodech, přičemž je třeba vzít v úvahu skutečnost, že budovy se zpravidla nacházejí v těsné blízkosti tepelné komory nebo studny. Provedli jsme tedy výpočty tepelných ztrát v jednom z mikrookresů Iževska bez návštěvy místa. Výsledky byly přibližně stejné jako při zkoumání vozidel v jiných městech s podobnými podmínkami - teplota chladicí kapaliny, životnost potrubí atd.

Opakovaná měření skutečných tepelných ztrát z povrchu izolace TS potrubí v různých regionech republiky ukazují, že tepelné ztráty z povrchu potrubí, které jsou v provozu 10-15 a více let při pokládce potrubí v neprůchodné kanály 1,5-2,5 krát vyšší než standardní hodnoty. To v případě, že nejsou patrná porušení izolace potrubí, ve vaničkách není voda (alespoň při měření), stejně jako nepřímé stopy její přítomnosti, tzn. potrubí je vidět v dobrém stavu. V případě, že jsou přítomna výše uvedená porušení, mohou skutečné tepelné ztráty překročit standardní hodnoty 4-6krát nebo vícekrát.

Jako příklad jsou uvedeny výsledky průzkumu jedné ze sekcí otopné soustavy, jejíž dodávka tepla je prováděna z tepelné elektrárny města Vladimir (tabulka 2) a z kotelny jedné mikročástí tohoto města (tabulka 3). Celkem bylo v průběhu prací prozkoumáno cca 9 km ze 14 km rozvodu topení, u kterého byla plánována výměna za nové, předizolované potrubí v plášti z polyuretanové pěny. Vyměněny byly úseky potrubí, kterými je zajištěno zásobování teplem ze 4 městských kotelen az tepelné elektrárny.

Z analýzy výsledků průzkumu vyplývá, že tepelné ztráty v oblastech s dodávkami tepla z tepelných elektráren jsou 2x a více vyšší než tepelné ztráty v oblastech tepelné sítě patřících městským kotelám. Je to z velké části dáno tím, že jejich životnost je často 25 a více let, což je o 5-10 let více než životnost potrubí, kterými je teplo z kotelen dodáváno. Druhým důvodem lepšího stavu potrubí je podle našeho názoru to, že délka úseků obsluhovaných pracovníky kotelen je relativně malá, jsou umístěny kompaktně a pro vedení kotelny je snazší sledovat stav tepelné sítě. včas detekovat úniky chladicí kapaliny, provádět opravy a preventivní práce. Kotelny mají přístroje pro stanovení průtoku doplňovací vody a v případě znatelného zvýšení průtoku „doplňování“ lze detekovat a eliminovat netěsnosti.

Naše měření tedy ukázala, že části vozidla určené k výměně, zejména části napojené na tepelnou elektrárnu, jsou skutečně ve špatném stavu s ohledem na zvýšené tepelné ztráty z povrchu izolace. Analýza výsledků zároveň potvrdila data získaná z jiných průzkumů o relativně nízkých rychlostech chladicí kapaliny (0,2-0,5 m/s) ve většině sekcí vozidla. To vede, jak již bylo uvedeno výše, ke zvýšení tepelných ztrát a pokud to lze nějak ospravedlnit při provozu starých potrubí, které jsou v uspokojivém stavu, pak je při modernizaci vozidla (většinou) nutné zmenšit průměr potrubí. vyměněné trubky. Je to o to důležitější, že při výměně starých částí vozidla za nové se předpokládalo použít předizolované potrubí (stejného průměru), což je spojeno s vysokými náklady (náklady na potrubí, uzávěry). ventily, kolena atd.), takže průměr nového potrubí zmenšete až na optimální hodnoty může výrazně snížit celkové náklady.

Změna průměrů potrubí vyžaduje hydraulické výpočty celého vozidla.

Tyto výpočty byly provedeny ve vztahu k technickým systémům čtyř městských kotelen, které ukázaly, že ze 743 úseků sítě lze průměry potrubí výrazně zmenšit u 430. Okrajovými podmínkami pro výpočty byl stálý dostupný tlak na kotelnách (nebyla zajištěna výměna čerpadel) a zajištění tlaku u spotřebičů minimálně 13 m. Ekonomický efekt je pouze ve snížení nákladů na samotné potrubí a uzavření -off ventily bez zohlednění dalších komponent - náklady na zařízení (větve, kompenzátory atd.) .d.), jakož i snížení tepelných ztrát v důsledku snížení průměru potrubí činily 4,7 milionu rublů.

Naše měření tepelných ztrát v části topného systému v jednom z mikrookresů Orenburgu po kompletní výměna potrubí k novým, předizolovaným v plášti z polyuretanové pěny, ukázaly, že tepelné ztráty byly o 30 % nižší než u standardních.

Závěry

1. Při výpočtu tepelných ztrát ve vozidle je nutné stanovit normové ztráty pro všechny úseky sítě v souladu s vypracovanou metodikou.

2. V přítomnosti malých a vzdálených spotřebičů mohou být tepelné ztráty z povrchu izolace potrubí velmi velké (desítky procent), proto je nutné zvážit proveditelnost náhradního zásobování teplem těmto spotřebitelům.

3. Kromě stanovení standardních tepelných ztrát při přepravě chladiva podél

Je třeba zjistit skutečné ztráty v jednotlivých charakteristických úsecích vozidla, což umožní udělat si reálný obrázek o jeho stavu, rozumně vybrat oblasti vyžadující výměnu potrubí a přesněji spočítat náklady na 1 Gcal. tepla.

4. Praxe ukazuje, že rychlosti chladicí kapaliny v potrubí vozidel jsou často nízké, což vede k prudkému nárůstu relativních tepelných ztrát. V takových případech, při provádění prací souvisejících s výměnou potrubí vozidel, je třeba usilovat o snížení průměru potrubí, což bude vyžadovat hydraulické výpočty a seřízení vozidla, ale výrazně sníží náklady na nákup zařízení a výrazně sníží tepelné ztráty při provozu vozidla. To platí zejména při použití moderních předizolovaných trubek. Podle našeho názoru se rychlosti chladicí kapaliny 0,8-1,0 m/s blíží optimu.

[e-mail chráněný]

Literatura

1. „Metodika pro stanovení požadavků na palivo, elektrická energie a vody při výrobě a přenosu tepelné energie a chladiv v systémech zásobování teplem obcí“, Státní výbor Ruské federace pro výstavbu a bydlení a komunální služby, Moskva. 2003, 79 s.

Tepelná síť je systém svařovaných potrubí, kterými voda nebo pára dodává teplo obyvatelům.

Důležité upozornění! Potrubí je chráněno před korozí, korozí a tepelnými ztrátami izolační konstrukcí, přičemž nosná konstrukce podporuje jeho hmotnost a zajišťuje spolehlivý provoz.

Potrubí musí být nepropustné a vyrobené z odolných materiálů, odolávat zvýšenému tlaku a teplotě a musí mít nízký stupeň tvarových změn. Vnitřek trubek musí být hladký a stěny musí být tepelně stabilní a udržovat teplo bez ohledu na změny vlastností prostředí.

Klasifikace systémů zásobování teplem

Existuje klasifikace systémů zásobování teplem podle různých kritérií:

1. Výkonově se liší vzdáleností transportu tepla a počtem spotřebitelů. Lokální topné systémy jsou umístěny ve stejných nebo sousedních místnostech. Ohřev a přenos tepla do vzduchu jsou spojeny do jednoho zařízení a jsou umístěny v troubě. V centralizovaných systémech zajišťuje jeden zdroj vytápění více místností.
2. Podle zdroje tepla. Existuje dálkové vytápění a dálkové vytápění. V prvním případě je zdrojem vytápění kotelna a v případě dálkového vytápění teplo zajišťuje tepelná elektrárna.
3. Podle typu chladicí kapaliny se rozlišují vodní a parní systémy.

Chladivo, ohřívající se v kotelně nebo tepelné elektrárně, předává teplo do zařízení pro vytápění a zásobování vodou v budovách a obytných budovách.


Mořané tepelné systémy Existují jedno- a dvoutrubkové, méně často - vícetrubkové. V bytových domech se nejčastěji používá dvoutrubkový systém, kdy horká voda proudí do areálu jedním potrubím a druhým potrubím se po odevzdání teploty vrací do tepelné elektrárny nebo kotelny. Existují otevřené a uzavřené vodní systémy. Na otevřený typ zásobování teplem, spotřebitelé dostávají teplou vodu z napájecí sítě. Pokud se voda používá v plném rozsahu, používá se jednotrubkový systém. Po uzavření přívodu vody se chladicí kapalina vrací zpět do zdroje tepla.

Systémy dálkového vytápění musí splňovat následující požadavky:

• sanitární a hygienické - chladicí kapalina nemá nepříznivý vliv na podmínky v prostorách a zajišťuje průměrnou teplotu topných zařízení v oblasti 70-80 stupňů;
• technicko-ekonomické - poměrný poměr ceny potrubí ke spotřebě paliva na vytápění;
• provozuschopnost - dostupnost stálý přístup aby bylo zajištěno nastavení úrovně tepla v závislosti na okolní teplotě a roční době.

Topné sítě jsou vedeny nad i pod zemí s ohledem na terén, technické podmínky, teplotní podmínky provoz, rozpočet projektu.

Důležité vědět! Pokud má území plánované pro rozvoj hodně podzemní a povrchové vody, rokle, železnice nebo podzemní stavby, jsou položena nadzemní potrubí. Často se používají při výstavbě tepelných sítí v průmyslových podnicích. Pro obytné oblasti se používají především podzemní teplovody. Výhodou nadzemního potrubí je udržovatelnost a životnost.

Při výběru oblasti pro pokládku tepelného potrubí je třeba vzít v úvahu bezpečnost a také zajistit možnost rychlý přístup do sítě v případě nehody nebo opravy. Pro zajištění spolehlivosti nejsou zabudovány rozvody tepla společné kanály s plynovody, potrubími vedoucími kyslík nebo stlačený vzduch, ve kterých tlak překračuje 1,6 MPa.

Tepelné ztráty v tepelných sítích

Pro posouzení účinnosti sítě zásobování teplem se používají metody, které zohledňují koeficient užitečná akce, což je ukazatel poměru přijaté energie k energii vydané. V souladu s tím bude účinnost vyšší, pokud se sníží ztráty systému.

Úseky tepelných potrubí mohou být zdrojem ztrát:

• výrobce tepla - kotelna;
• potrubí;
• spotřebitel energie nebo topný objekt.

Druhy tepelného odpadu

Každé místo má svůj vlastní druh tepelného odpadu. Podívejme se na každou z nich podrobněji.

Kotelna

Obsahuje kotel, který přeměňuje palivo a přenáší tepelnou energii do chladicí kapaliny. Jakákoli jednotka ztrácí část vyrobené energie nedostatečným spalováním paliva, únikem tepla stěnami kotle a problémy s proplachem. V průměru dnes používané kotle mají účinnost 70-75 %, novější kotle poskytnou účinnost 85 % a procento ztrát je výrazně nižší.

Další vliv na plýtvání energií mají:

1. nedostatek včasného přizpůsobení režimů kotle (ztráty se zvyšují o 5-10%);
2. nesoulad mezi průměrem trysek hořáku a zatížením topné jednotky: klesá přenos tepla, palivo se zcela neshoří, ztráty se zvyšují v průměru o 5 %;
3. nedostatečně časté čištění stěn kotle - objevuje se vodní kámen a usazeniny, účinnost provozu klesá o 5 %;
4. nedostatek monitorovacích a nastavovacích prostředků - paroměry, elektroměry, čidla tepelné zátěže - nebo jejich nesprávné nastavení snížit koeficient užitku o 3-5%;
5. praskliny a poškození stěn kotle snižují účinnost o 5-10%;
6. použití zastaralého čerpacího zařízení snižuje náklady na opravy a údržbu kotelny.

Ztráty v potrubí

Účinnost topného potrubí je určena následujícími ukazateli:

1. Účinnost čerpadel, která pohybují chladicí kapalinou potrubím;
2. kvalita a způsob pokládky topného potrubí;
3. správné nastavení topné sítě, na které závisí distribuce tepla;
4. délka potrubí.

Při správném návrhu otopné trasy nebudou standardní ztráty tepelné energie v tepelných sítích vyšší než 7 %, i když se spotřebitel energie nachází 2 km od místa výroby paliva. Ve skutečnosti dnes v této části sítě mohou tepelné ztráty dosáhnout 30 procent i více.

Ztráty spotřebního zboží

Přebytečné plýtvání energií ve vytápěné místnosti můžete určit, pokud máte měřič nebo měřič.

Důvody tohoto typu ztráty mohou být:

1. nerovnoměrné rozložení vytápění v celé místnosti;
2. úroveň vytápění neodpovídá povětrnostním podmínkám a roční době;
3. žádná recirkulace dodávky teplé vody;
4. nedostatek čidel regulace teploty na kotlích horkou vodu;
5. špinavé potrubí nebo vnitřní netěsnosti.

Důležité! Tepelná ztráta produktivity v této oblasti může dosáhnout 30%.

Výpočet tepelných ztrát v tepelných sítích

Metody výpočtu ztrát tepelné energie v tepelných sítích jsou uvedeny ve vyhlášce Ministerstva energetiky Ruská federace ze dne 30. prosince 2008 „O schválení postupu při stanovování norem technologické ztráty při přenosu tepelné energie, chladiva“ a metodické pokyny SO 153-34.20.523-2003, část 3.

A - stanovené pravidly technický provoz elektrických sítí, průměrná míra úniku chladicí kapaliny za rok;

Rok V – průměrný roční objem teplovodů v provozované síti;

n rok – délka provozu potrubí za rok;

m cu.yr – průměrná ztráta chladicí kapaliny v důsledku úniku za rok.

Objem potrubí za rok se vypočítá podle následujícího vzorce:

V od a Vl – výkon v topné sezóně a mimo topnou sezónu;

n od a nл – doba provozu tepelné sítě v topné i mimotopné sezóně.

Pro parní chladicí kapaliny je vzorec následující:

Pп – hustota par při průměrné teplotě a tlaku chladicí kapaliny;

Vp.rok – průměrný objem parního drátu tepelné sítě za rok.

Podívali jsme se tedy na to, jak lze tepelné ztráty vypočítat, a odhalili jsme pojmy tepelné ztráty.

V.G. Semenov,šéfredaktor

časopis "Zprávy o zásobování teplem"

Aktuální situace

Problém stanovení skutečných tepelných ztrát je jedním z nejdůležitějších v zásobování teplem. Právě velké tepelné ztráty jsou hlavním argumentem zastánců decentralizace zásobování teplem, jejichž počet se zvyšuje úměrně s počtem firem vyrábějících nebo prodávajících malé kotle a kotelny. Ke glorifikaci decentralizace dochází na pozadí podivného ticha vedoucích podniků zásobování teplem málokdy se někdo odváží jmenovat čísla tepelných ztrát, a pokud jsou jmenovány, pak jsou normativní, protože ve většině případů nikdo nezná skutečné tepelné ztráty v sítích.

Při absenci měřicích zařízení máme vlastní finanční schéma. Od objemu výroby tepla stanoveného měřícími zařízeními u zdroje tepla se odečítají normové tepelné ztráty a celková spotřeba odběratelů s měřícími zařízeními. Vše zbývající je odepsáno nezúčtovaným spotřebitelům, tzn. většinou. rezidenční sektor. S takovými schéma vyjde

, že čím větší jsou ztráty v tepelných sítích, tím vyšší jsou příjmy teplárenských podniků. V takovém ekonomickém schématu je obtížné volat po snížení ztrát a nákladů. V některých ruských městech byly učiněny pokusy zahrnout síťové ztráty do tarifů, které překračují normu, ale byly v zárodku potlačeny regionálními energetickými komisemi nebo městskými regulačními orgány omezujícími „neomezený růst tarifů za produkty a služby přirozených monopolů. “ Není zohledněno ani přirozené stárnutí izolace. Jde o to, že kdy stávající systém i úplné odmítnutí zohlednění tepelných ztrát v sítích v tarifech (při fixaci měrných nákladů na výrobu tepla) pouze sníží palivovou složku v tarifech, ale ve stejném poměru zvýší objem tržeb s platbou u

plný tarif . Pokles příjmů ze snížení tarifu se ukazuje 2-4x nižší než přínos ze zvýšení objemu prodaného tepla (úměrný podílu palivové složky v tarifech). Navíc spotřebitelé, kteří mají měřící zařízení, ušetří snížením tarifů, zatímco spotřebitelé bez měření (zejména obyvatelé) tyto úspory kompenzují v mnohem větších objemech. Problémy pro podniky zásobující teplo začínají teprve tehdy, když většina spotřebitelů instaluje měřicí zařízení a snižování ztrát na těch zbývajících je obtížné, protože nemožné vysvětlit

Tepelné ztráty se obvykle počítají jako procento výroby tepla, aniž by se zohledňovala skutečnost, že úspora energie mezi spotřebiteli vede ke zvýšení měrných tepelných ztrát, a to i po výměně topných sítí s menšími průměry (kvůli většímu měrnému povrchu potrubí). Měrné tepelné ztráty zvyšují i ​​smyčkové zdroje tepla a redundantní sítě. Koncepce „normativních tepelných ztrát“ přitom nezohledňuje potřebu vyloučit z normy ztráty z pokládky potrubí nadměrných průměrů. Ve velkých městech je problém ještě zhoršován velkým počtem vlastníků tepelných sítí, mezi které je téměř nemožné rozdělit tepelné ztráty bez organizace plošného měření.

V malých obcích se často daří organizaci zásobování teplem přesvědčit správu, aby nafouknuté tepelné ztráty zahrnula do tarifu, což zdůvodňuje čímkoli. nedostatečné financování; špatné dědictví po předchozím vůdci; hluboké umístění topných sítí; mělké umístění topných sítí; bažinaté oblasti;

těsnění kanálu; bezkanálová instalace atd. V tomto případě také neexistuje motivace ke snižování tepelných ztrát.

Všechny společnosti dodávající teplo musí otestovat tepelné sítě, aby zjistily skutečné tepelné ztráty. Jediná existující testovací metoda zahrnuje výběr typického topného potrubí, jeho vypuštění, obnovu izolace a samotné testování, vytvoření uzavřené cirkulační smyčky. Jaké tepelné ztráty lze při takových testech získat. samozřejmě blízko k normativním.

Takto získávají standardní tepelné ztráty po celé republice, kromě některých excentrů, kteří chtějí žít mimo pravidla.

Změna teploty síťové vody u zdroje tepla a měření teploty v charakteristických bodech zapisovačem se sekundovým záznamem rovněž neumožnilo dosáhnout požadované přesnosti měření průtoku a tím i tepelných ztrát. Použití stropních průtokoměrů je omezeno přímými úseky v komorách, přesností měření a nutností mít velké množství drahých přístrojů.

Navrhovaná metoda pro odhad tepelných ztrát

Ve většině systémů centralizovaného zásobování teplem je několik desítek spotřebitelů, kteří mají měřicí zařízení. S jejich pomocí můžete určit parametr charakterizující tepelné ztráty v síti ( q ztráty– průměrné tepelné ztráty na m 3 systému

chladicí kapaliny na kilometr dvoutrubkové topné sítě).

1. Pomocí možností archivu kalkulátorů tepla se pro každého spotřebitele, který má zařízení na měření tepla, zjišťují průměrné měsíční (nebo jiné časové období) teploty vody v přívodním potrubí. T a průtok vody v přívodním potrubí G .

2. Obdobně se u zdroje tepla stanoví průměry za stejné časové období T A G .

3. Průměrné tepelné ztráty izolací přívodního potrubí, vz i spotřebitele

4. Celkové tepelné ztráty v přívodních potrubích spotřebitelů s měřicími zařízeními:

5. Průměrné měrné tepelné ztráty sítě v přívodních potrubích

Kde: l i. nejkratší vzdálenost podél sítě od zdroje tepla do i spotřebitele.

6. Průtok chladiva je určen pro spotřebitele, kteří nemají měřiče tepla:

a) pro uzavřené systémy

Kde G – průměrné hodinové dobíjení topné sítě u zdroje tepla za analyzované období;

b) pro otevřené systémy

Kde: G – průměrné hodinové doplňování topné sítě u zdroje tepla v noci;

G – průměrná hodinová spotřeba chladicí kapaliny i-spotřebitel v noci.

Průmysloví spotřebitelé, kteří spotřebovávají chladicí kapalinu nepřetržitě, mají zpravidla zařízení na měření tepla.

7. Průtok chladicí kapaliny v přívodním potrubí pro každou z nich j- spotřebitel, který nemá měřiče tepla, G určeno distribucí G pro spotřebitele je úměrná průměrné hodinové připojené zátěži.

8. Průměrné tepelné ztráty izolací přívodního potrubí, vz j-spotřebitel

Kde: l i. nejkratší vzdálenost podél sítě od zdroje tepla do i-spotřebitel.

9. Celkové tepelné ztráty v přívodním potrubí spotřebitelů bez měřicích zařízení

a celkové tepelné ztráty ve všech přívodních potrubích systému

10. Ztráty ve vratném potrubí se počítají podle poměru, který je pro daný systém stanoven při výpočtu normových tepelných ztrát

| stáhnout zdarma Stanovení skutečných tepelných ztrát tepelnou izolací v sítích CZT, Semenov V.G.,

Ministerstvo školství Běloruské republiky

Vzdělávací instituce

"Běloruská národní technická univerzita"

ABSTRAKTNÍ

Disciplína "Energetická účinnost"

na téma: " Tepelné sítě. Ztráta tepelné energie při přenosu. Tepelná izolace.»

Dokončil: Shrader Yu A.

Skupina 306325

Minsk, 2006

1. Tepelné sítě. 3

2. Ztráta tepelné energie při přenosu. 6

2.1. Zdroje ztrát. 7

3. Tepelná izolace. 12

3.1. Tepelně izolační materiály. 13

4. Seznam použité literatury. 17

1. Tepelné sítě.

Tepelná síť je soustava tepelných potrubí pevně a těsně vzájemně spojených, kterými je pomocí chladiva (pára nebo horká voda) dopravováno teplo od zdrojů ke spotřebitelům tepla.

Hlavními prvky tepelných sítí jsou potrubí skládající se z ocelových trubek navzájem spojených svařováním, izolační konstrukce určená k ochraně potrubí před vnější korozí a tepelnými ztrátami a nosná konstrukce, která přebírá hmotnost potrubí a vznikající síly. během jeho provozu.

Nejkritičtějšími prvky jsou trubky, které musí být dostatečně pevné a utěsněné při maximálních tlacích a teplotách chladiva, nízký koeficient teplotní deformace, nízká drsnost vnitřního povrchu, vysoký tepelný odpor stěn, který pomáhá udržet teplo, neměnnost vlastností materiálu během dlouhodobá expozice vysoké teploty a tlak.

Dodávka tepla spotřebitelům (vytápění, větrání, zásobování teplou vodou a technologických postupů) se skládá ze tří vzájemně souvisejících procesů: předávání tepla chladivu, transport chladiva a využití tepelného potenciálu chladiva. Systémy zásobování teplem jsou klasifikovány podle následujících hlavních charakteristik: výkon, typ zdroje tepla a typ chladicí kapaliny.

Z hlediska výkonu se systémy zásobování teplem vyznačují rozsahem přenosu tepla a počtem spotřebitelů. Mohou být lokální nebo centralizované. Systémy místního zásobování teplem jsou systémy, ve kterých jsou tři hlavní jednotky kombinovány a umístěny ve stejných nebo sousedních místnostech. V tomto případě je příjem tepla a jeho předání vnitřnímu vzduchu spojeno v jednom zařízení a umístěno ve vytápěných místnostech (pecích). Centralizované systémy, ve kterých je teplo dodáváno z jednoho zdroje tepla do mnoha místností.

Podle typu zdroje tepla se systémy centralizovaného vytápění dělí na dálkové vytápění a dálkové vytápění. V systému dálkového vytápění je zdrojem tepla dálková kotelna, teplárna nebo teplárna.

Podle typu chladicí kapaliny jsou systémy zásobování teplem rozděleny do dvou skupin: voda a pára.

Chladivo je médium, které přenáší teplo ze zdroje tepla do topných zařízení systémů vytápění, větrání a zásobování teplou vodou.

Chladivo přijímá teplo v dálkové kotelně (nebo CHP) a prostřednictvím vnějších potrubí, které se nazývají topné sítě, vstupuje do topných a ventilačních systémů průmyslových, veřejných a obytných budov. V topných zařízeních umístěných uvnitř budov chladivo uvolňuje část tepla v něm nahromaděného a je odváděno speciálním potrubím zpět ke zdroji tepla.

V systémech ohřevu vody je chladivem voda a v parních systémech je to pára. V Bělorusku se systémy ohřevu vody používají pro města a obytné oblasti. Pára se používá v průmyslových areálech pro technologické účely.

Systémy vodních teplovodů mohou být jednotrubkové nebo dvoutrubkové (v některých případech vícetrubkové). Nejběžnější je dvoutrubkový systém zásobování teplem (horká voda je dodávána spotřebiteli jedním potrubím a ochlazená voda se vrací do tepelné elektrárny nebo kotelny druhým, vratným potrubím). Existují otevřené a uzavřené systémy zásobování teplem. V otevřený systém se provádí „přímý odběr vody“, tzn. teplou vodu z napájecí sítě rozebírají spotřebitelé pro potřeby domácnosti, sanitární a hygienické potřeby. Na plné využití Pro teplou vodu lze použít jednotrubkový systém. Pro uzavřený systém vyznačující se téměř úplným návratem síťové vody do tepelné elektrárny (nebo okresní kotelny).

Na chladiva systémů centralizovaného zásobování teplem jsou kladeny následující požadavky: hygienické a hygienické (chladivo by nemělo zhoršovat hygienické podmínky v uzavřených prostorách - průměrná teplota plocha topných zařízení nesmí přesáhnout 70-80), technické a ekonomické (aby náklady na dopravní potrubí byly minimální, hmotnost topných zařízení malá a byla zajištěna minimální spotřeba paliva na vytápění prostor) a provozní (tj. možnost centrálního nastavení předávání tepla odběrných systémů vlivem proměnlivých teplot venkovního vzduchu).

Směr teplovodů se volí podle tepelné mapy území s přihlédnutím k podkladům geodetického zaměření, plánům stávajících a plánovaných nadzemních a podzemních staveb, údajům o charakteristikách zemin apod. Problematika volby druhu tepla potrubí (nadzemní nebo podzemní) se rozhoduje s přihlédnutím k místním podmínkám a technicko-ekonomickým odůvodněním.

Při vysoké hladině podzemních a vnějších vod, hustotě stávajících podzemních staveb na trase navrženého teplovodu, silně protínaného roklemi a železničními tratěmi, jsou ve většině případů preferovány nadzemní teplovody. Nejčastěji se také používají na území průmyslových podniků při společném ukládání energetických a technologických potrubí na společných nadjezdech nebo vysokých podpěrách.

V obytných oblastech se z architektonických důvodů obvykle používají sítě podzemního vytápění. Stojí za to říci, že nadzemní teplovodné sítě jsou ve srovnání s podzemními odolné a opravitelné. Proto je žádoucí prozkoumat alespoň částečné využití podzemních teplovodů.

Při výběru trasy teplovodu je třeba se řídit především podmínkami spolehlivosti dodávek tepla, bezpečností práce obslužného personálu a obyvatelstva a schopností rychle eliminovat problémy a havárie.

Z důvodu bezpečnosti a spolehlivosti dodávek tepla nejsou sítě vedeny ve společných kanálech s kyslíkovody, plynovody, rozvody stlačeného vzduchu s tlakem nad 1,6 MPa. Při navrhování podzemních tepelných potrubí za účelem snížení počátečních nákladů byste měli zvolit minimální počet komor a konstruovat je pouze v místech instalace armatur a zařízení, která vyžadují údržbu. Počet potřebných komor se snižuje při použití vlnovcových nebo čočkových kompenzátorů, stejně jako axiálních kompenzátorů s dlouhým zdvihem (duální kompenzátory), přirozená kompenzace teplotních deformací.

Na nevozní komunikaci jsou přípustné stropy komor a větracích šachet vyčnívajících na povrch terénu do výšky 0,4 m, aby se usnadnilo vyprazdňování (odvodnění) tepelných trubic, pokládají se se sklonem k horizontu. Pro ochranu parovodu před vniknutím kondenzátu z kondenzačního potrubí v době, kdy je parovod zastaven nebo klesá tlak páry, musí být za odvaděči kondenzátu instalovány zpětné ventily nebo šoupátka.

Podél trasy tepelné sítě je vybudován podélný profil, na který jsou naneseny plánovací a stávající zemní značky, hladiny podzemních vod, stávající a projektované podzemní komunikace a další stavby procházející teplovodem s vyznačením svislých značek těchto staveb.

2. Ztráta tepelné energie při přenosu.

Chcete-li posoudit účinnost jakéhokoli systému, včetně tepla a elektřiny, zobecněný fyzický indikátor, - koeficient výkonu (účinnosti). Fyzikální význam účinnosti je poměr získané hodnoty užitečná práce(energie) na vynaložené. Ten je zase součtem užitečné práce (energie) přijaté a ztrát vzniklých v systémové procesy. Tedy, zvýšení efektivity systému (a tedy zvýšení jeho účinnosti) lze dosáhnout pouze snížením množství neproduktivních ztrát, které vznikají při provozu. Tohle je ono hlavním úkolemúspora energie.

Hlavním problémem, který vyvstává při řešení tohoto problému, je identifikace největších složek těchto ztrát a výběr optimální technologické řešení, což umožňuje výrazně snížit jejich vliv na hodnotu účinnosti. Každý konkrétní objekt (cíl úspory energie) má navíc řadu vlastností designové prvky a složky jeho tepelných ztrát jsou různé velikosti. A kdykoli jde o zvýšení účinnosti tepelných a energetických zařízení (například topného systému), před rozhodnutím ve prospěch použití jakékoli technologické inovace je nutné provést podrobné prozkoumání samotného systému a identifikovat co nejvíce významné kanály ztráty energie. Rozumným řešením by bylo používat pouze technologie, které výrazně sníží největší neproduktivní složky energetických ztrát v systému a během minimální náklady výrazně zvýší jeho účinnost.

2.1 Zdroje ztrát.

Pro účely analýzy lze jakýkoli tepelný a energetický systém rozdělit do tří hlavních částí:

1. prostor výroby tepelné energie (kotelna);

2. plocha pro dopravu tepelné energie ke spotřebiteli (potrubí topné sítě);

3. oblast spotřeby tepelné energie (vytápěné zařízení).