Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет

ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ СОГЛАСНО

ДЕЙСТВУЮЩЕМУ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВУ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Кафедра «Теплогазоснабжения и вентиляции»

Основные проблемы систем централизованного теплоснабжения

1. Системы централизованного теплоснабжения исторически

проектировались при использовании качественного

регулирования тепловой нагрузки 150-70 С, как для ТЭЦ, так и

для районных котельных, однако, большинство российских

теплоснабжающих организаций не в состоянии поддерживать

принятые при проектировании высокотемпературные

графики теплоснабжения. В основном, это связано с остановкой

пиковых водогрейных котлов.

Схема ТЭЦ с турбиной типа Т1 – теплофикационная турбина;

2 – электрогенератор;

3 – энергетический котѐл;

4 – конденсатор;

5 – конденсатный насос;

6 – деаэратор повышенного давления;

7 – конденсатный насос регенеративных

подогревателей;

8 – питательный насос;

9 – регенеративные подогреватели низкого

давления;

10 – регенеративные подогреватели высокого

давления;

11 – питательная линия;

12, 13 – соответственно нижний и верхний

отопительные отборы;

14, 15 – соответственно теплофикационные

подогреватели нижней и верхней ступеней;

16 – сетевой насос первого подъѐма;

17 – сетевой насос второго подъѐма;

18 – пиковый водогрейный котѐл;

19 – конденсатные насосы теплофикационных

подогревателей;

20 – подпиточная линия;

21 – вакуумный деаэратор;

22 – узел умягчения;

23 – бак-аккумулятор;

24 – подпиточный насос;

25 – трубопровод греющего агента деаэратора;

26 – сетевой трубопровод;

27 – встроенный пучок в конденсаторе;

28 – регулятор подпитки

2. При проектировании СГВ в 70-х годах прошлого века в соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-

01 Питьевая вода и водоснабжение населѐнных мест и СНиП II-34-76 Горячее

водоснабжение установлены микробиологические характеристики и температура горячей

воды.

- не ниже 50 °C - для СГВ, присоединяемых к закрытым системам теплоснабжения;

- не ниже 60 °C - для систем местного горячего водоснабжения;

- не выше 75 °C для всех систем.

Позже для проектирования систем горячего водоснабжения был разработан СП 41-101-95

Правила по проектированию и строительству тепловых пунктов, в котором была определена

температура горячего водоснабжения на вводе в дом 60оС.

В 2009 году были введены новые санитарно-эпидемиологические правила и нормы СанПиН

2.1.4.2496-09 Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Питьевая вода. Это

было связано с обнаружением в трубопроводах горячего водоснабжения высоко

контагиозных инфекционных возбудителей вирусного и бактериального происхождения,

которые могут размножаться при температуре ниже 60оС (в их числе – Legionella

Pneumophila). Было установлено, что температура горячей воды в местах водоразбора

независимо от применяемой системы теплоснабжения должна быть не ниже 60°С и не

выше 75°С.

Для соответствия новым санитарным нормам и правилам были разработаны новые СП

30.13330.2012. Внутренний водопровод и канализация зданий, которые совместно с СанПиН

2.1.4.2496-09 регламентируют температуру горячего водоснабжения.

Особенности схем современных тепловых пунктовТемпературы сетевой воды:

1 – в подающей магистрали теплосети;

о3 – в подающей магистрали системы

отопления; о2 – в обратной магистрали

системы отопления; 2 – в обратной

магистрали теплосети; г2 – после

подогревателя СГВ II ступени, с2 – на

входе в подогреватель СГВ I ступени.

Температуры нагреваемой воды:

tc – в холодном водопроводе на входе в

подогреватель СГВ I ступени; thI – после

подогревателя СГВ I ступени; thII – после

подогревателя СГВ II ступени; tcir – в

циркуляционной линии СГВ.

Эквиваленты расходов сетевой воды:

Wd – в тепловой сети; WdhII – на II ступень

подогревателя СГВ; Wdо – в подающей

магистрали системы отопления (до

смесительного насоса); Wо – в подающей

магистрали системы отопления.

Эквиваленты расходов нагреваемой воды:

WhI – нагреваемой воды из холодного

водопровода; Whcir – в циркуляционной

линии СГВ; WhII – в СГВ.

Основные положения методики расчёта режимов СЦТ

I I

I

I рФ

h d

k F

W W

II

II

II р

II

Ф

h d

k F

W W

Параметры теплообменников СГВ I и II ступеней

Водяной эквивалент сетевой воды на отопление,

кВт/С

о21

max отр

он

тро

ττ)(

QQtWd

,

Относительный расход теплоты на отопление новрнврmaxoтрон

тро // ttttQQtQ

Производительность I ступени СГВ QhI(tн) =I(tн)Wh

I(tн)I(tн)

Безразмерная удельная тепловая нагрузка теплообменника

I

н

м н м н

Iр

б н б н

1ε ( ) 1

( ) ( )1

( ) Ф ( )

tW t W t

a bW t W t

Температура водопроводной воды после подогревателя I ступени

I

I н

н I

н

( )( )

( )

h

h c

h

Q tt t t

W t

Тепловая производительность подогревателя II ступени II I

н н( ) ( )

h h ht tQ Q Q

Эквивалент сетевой воды через подогреватель СГВ II ступени

II

II н

н

1 н г2 н

( )( )

τ ( ) τ ( )

h

dh

Q tW t

t t

Водяной эквивалент расхода сетевой воды через подогреватель I ступениII

н о н

тр( ) ( )

d d dhW t W W t

Температура сетевой воды на входе в подогреватель I ступени СГВ

II

о н

2 н о2 н г2 н

н н

тр( )

τ ( ) τ ( ) τ ( )( ) ( )

d dh

с

d d

W W tt t t

W t W t

Максимальная разность температур на входе в теплообменник

I(tн) = с2(tн) – tс

Эквивалент расхода сетевой воды через теплообменник СГВ II ступени

н нн

н

IIII IIII

IIр 2 IIр 2н II II

2

( ) ( )II ( )

( )

( ) (Ф ) 1 1 (Ф ) h

dh

h

t tht

ht

QWW t c W d е

Q

Максимальная разность температур на входе в подогреватель II ступени

II(tн) = 1(tн)thI

Температура сетевой воды на выходе из подогревателя II ступени

н

г2 н 1 II

н

II( )

τ ( ) τ( )

dh

hQ t

tW t

,

Эквивалент расхода сетевой воды, подаваемый тепловой сетью на СГВ

н н н

тр

o( ) ( ) ( )dh d dt t tW W W

Температура сетевой воды на входе в подогреватель I ступени

II II

н н н

2 н о2 н г2 н

н н

( ) ( ) ( )τ ( ) τ ( ) τ ( )

( ) ( )

d dh dh

с

d d

W t W t W tt t t

W t W t

Температура сетевой воды на выходе из подогревателя СГВ I ступени

I

н

2 н 2 н

н

( )τ ( ) τ ( )

( )

h

c

d

Q tt t

W t

Суммарный расход сетевой воды определяется через теплообменник СГВ I ступени

н нн

н

IIр 2 I Iр 2

н н I

2I ( ) ( )

( )

( )

I( ) ( ) 0,5 (Ф ) 1 1 1,4(Ф ) 0,65

d d

h

t tht

ht

WW t W t W

Q

Температуры сетевой воды в течение отопительного периода

Расходы сетевой воды в течение отопительного периода

Тепловая мощность системы теплоснабжения в течение отопительного периода

Конструкции наружных стен

1 – гипсовый обшивочный лист =800 кг/м3; =0,15 Вт(мК);

2 – кладка из глиняного кирпича =1600 кг/м3; =0,47 Вт(мК);

3 – плиты минераловатные жёсткие =300 кг/м3; =0,058 Вт(мК);

4 – цементно-песчаный раствор =2200 кг/м3; =1,4 Вт(мК).

1 – гипсовый обшивочный лист =800 кг/м3; =0,15 Вт(мК);

2, 4 – железобетон =2500 кг/м3; =1,69 Вт(мК);

3 – плиты минераловатные =200 кг/м3; =0,064 Вт(мК).

Коэффициент тепловой аккумуляции

взуд

пом

ρ

2ρδ

6,3β

cLFk

Fck

Q

С

ii

iiiii

Действительная температура внутреннего воздуха

нотрв

β

нотрв

нв

трo

oн

дв tte

tt

tt

Q

Qtt

z

d

d

Действительная тепловая мощность системы отопления

IImin

o o )1( hdd QQQ

IIраспo o hdd QQQ

Суточные графики относительной нагрузки II ступени СГВ в зависимости от водопотребления

а), б) в рабочие дни; в) в выходные и праздничные дни

Температура наружного воздуха по данным ВМО:1 – 29.11.2014-05.12.2014; 2 – 22.01.2015-28.01.2015;3 – 01.02.2015-07.02.2015;

4 – 17.02.2015-23.02.2015; 5 – 06.03.2015-12.03.2015;6 – 09.04.2015-16.04.2015

Температура внутреннего воздуха

Выводы.

Основное внимание следует обратить не на увеличение температуры в

СГВ, а на причины необеспечения качества горячего водоснабжения в

существующих системах, к которым можно отнести:

• Внутридомовые (отсутствие циркуляции горячего водоснабжения в

домах, отсутствие тепловой изоляции на внутридомовых трубопроводах,

разрегулировка системы горячего водоснабжения в домах).

• Теплосетевые (отсутствие циркуляции от ЦТП, износ трубопроводов

СГВ, несоответствие ранних проектных решений современным

требованиям к качеству, износ оборудования ЦТП).

• Соблюдение технологии забора воды и подачи еѐ населению,

обеспечение надлежащего химического очищения воды.

Устранение указанных недостатков позволит соответствовать

современным нормативным документам без ухудшения качества

теплоснабжения.

Список литературы:

• Научно-методическое обоснование микробиологической безопасности снижения температуры горячей воды в

системах водоснабжения закрытого типа // Отчѐт о научно-исследовательской работе – Москва: ФГБУ ФНИЦЭМ,

2015.– 48 с.

• WMO (GSOD) Всемирная Метеорологическая организация. –[Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL:

http://www7.ncdc.noaa.gov/CDO/cdoselect.cmd?datasetabbv=GSOD&countryabbv=RS&georegionabbv=&resolution=40.

• Попырин Л.С. Природно-техногенные аварии в системах теплоснабжения / Л.С. Попырин // Вестник РАН, 2000.–

т.70. №7. – С. 604-610.

• СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода и водоснабжение населѐнных мест. Гигиенические требования к качеству

воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества: взамен СанПиН 2.1.4.559-96: введ. в

действ. 2002-01-01.– Минздрав России, 2002.– 62 с.

• СанПиН 2.1.4.2496-09 Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Питьевая вода. Гигиенические

требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества: изм. к

СанПиН2.1.4.1074-01:введ. в действ. 2009-09-01 /Минздрав России,2009.–7 с.

• СНиП II-34-76. Горячее водоснабжение: взамен СНиП II-Г.8-62: введ. в действ. 1977-01-01 – Москва: Стройиздат,

1976. – 30 с.

• СП 30.13330.2012. Внутренний водопровод и канализация зданий. Актуализированная редакция СНиП 2.04.01-

85*: введ. в действ. 2011-12-29 / Минрегион России, 2011. – 65 с.

• СП 41-101-95. Правила по проектированию и строительству тепловых пунктов: введ. в действ. 1996-07-01 /

Минстрой России – Москва: ГУП ЦПП, 1997. – 78 с.

• СП 124.13330.2012. Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003: введ. в действ. 2013-01-01.

• Бодров В.И., Корягин М.В. Методика расчѐта теплового режима зданий массовой застройки в период

«температурных срезов» // Известия вузов. Строительство. – 2007. – № 2. – С. 42-46.

• Кононович Ю.В. Тепловой режим зданий массовой застройки. – Москва: Стройиздат, 1986.

Зингер Н.М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных систем. – Москва: Энергоатомиздат, 1986.

Спасибо за внимание