Energibesparing i värmeförsörjningssystem

Slutförd av: elever i grupp T-23

Salazhenkov M.Yu.

Krasnov D.

Introduktion

Idag är energisparpolitiken en prioriterad riktning i utvecklingen av energi- och värmeförsörjningssystem. Faktum är att varje statligt företag utarbetar, godkänner och genomför planer för energibesparing och energieffektivisering av företag, verkstäder etc.

Landets värmesystem är inget undantag. Den är ganska stor och krånglig, förbrukar kolossala mängder energi och samtidigt sker det inte mindre kolossala förluster av värme och energi.

Låt oss överväga vad värmeförsörjningssystemet är, var de största förlusterna uppstår och vilka komplex av energibesparande åtgärder som kan tillämpas för att öka "effektiviteten" av detta system.

Värmesystem

Värmeförsörjning - försörjning av värme till bostäder, offentliga och industriella byggnader (strukturer) för att möta hushållen (värme, ventilation, varmvattenförsörjning) och konsumenternas tekniska behov.

I de flesta fall är värmeförsörjning skapandet av en bekväm inomhusmiljö - hemma, på jobbet eller på en offentlig plats. Värmeförsörjning inkluderar även värme kranvatten och vatten i simbassänger, växthusuppvärmning m.m.

Avståndet över vilket värme transporteras i moderna fjärrvärmesystem når flera tiotals kilometer. Utvecklingen av värmeförsörjningssystem kännetecknas av en ökning av kraften hos värmekällan och enhetskapaciteten hos den installerade utrustningen. Termisk kraft hos moderna värmekraftverk når 2-4 Tkal/h, regionala pannhus 300-500 Gkal/h. I vissa värmeförsörjningssystem samverkar flera värmekällor för gemensamma värmenät, vilket ökar tillförlitligheten, flexibiliteten och effektiviteten i värmeförsörjningen.

Vattnet som värms upp i pannrummet kan cirkulera direkt till värmesystemet. Varmvatten värms upp i värmeväxlaren i varmvattenförsörjningssystemet (DHW) till en lägre temperatur, ca 50-60 ° C. Returvattentemperaturen kan vara en viktig faktor i pannskyddet. Värmeväxlaren överför inte bara värme från en krets till en annan, utan klarar också effektivt av tryckskillnaden som finns mellan den första och andra kretsen.

Den erforderliga golvvärmetemperaturen (30 °C) kan erhållas genom att justera temperaturen på cirkulationen varmt vatten. Temperaturskillnaden kan också uppnås genom att använda trevägsventil, blanda i systemet varmvatten med retur.

Reglering av värmeförsörjning i värmeförsörjningssystem (dagligen, säsongsbetonad) utförs både i värmekällan och i värmeförbrukande installationer. I vattenvärmesystem utförs vanligtvis den så kallade centrala kvalitetskontrollen av värmeförsörjningen för huvudtypen av värmelast - uppvärmning eller för en kombination av två typer av last - värme och varmvattenförsörjning. Det består i att ändra temperaturen på värmebäraren som tillförs från värmekällan till värmenätet i enlighet med det accepterade temperaturschemat (det vill säga beroendet av den erforderliga vattentemperaturen i nätverket på utomhustemperaturen). Central kvalitativ reglering kompletteras med lokal kvantitativ reglering i värmepunkter; det senare är vanligast i varmvattenapplikationer och utförs vanligtvis automatiskt. I ångvärmesystem utförs huvudsakligen lokal kvantitativ reglering; ångtrycket i värmekällan hålls konstant, ångflödet regleras av konsumenterna.

1.1 Värmesystemets sammansättning

Värmeförsörjningssystemet består av följande funktionella delar:

1) källa för värmeenergiproduktion (pannhus, värmekraftverk, solfångare, anordningar för användning av industriellt värmeavfall, installationer för användning av värme från geotermiska källor);

2) transport av anordningar för termisk energi till lokalerna (värmenät);

3) värmeförbrukande enheter som sänder värmeenergi konsument (värmare, värmare).

1.2 Klassificering av värmesystem

Beroende på platsen för värmegenerering är värmeförsörjningssystem indelade i:

1) centraliserad (källan till värmeenergiproduktion fungerar för värmeförsörjning av en grupp byggnader och är ansluten med transportanordningar med värmeförbrukningsanordningar);

2) lokal (konsumenten och värmekällan finns i samma rum eller i närheten).

De främsta fördelarna med fjärrvärme framför lokal uppvärmning är en betydande minskning av bränsleförbrukning och driftskostnader (till exempel genom att automatisera pannanläggningar och öka deras effektivitet); möjligheten att använda lågvärdigt bränsle; minska graden av luftföroreningar och förbättra det sanitära tillståndet i befolkade områden. I lokala värmesystem är värmekällor ugnar, varmvattenpannor, varmvattenberedare (inklusive solceller) etc.

Beroende på typen av värmebärare är värmeförsörjningssystem indelade i:

1) vatten (med temperatur upp till 150 °C);

2) ånga (tryck 7-16 atm).

Vatten tjänar främst för att täcka hushålls- och ånga - tekniska belastningar. Valet av temperatur och tryck i värmeförsörjningssystem bestäms av konsumenternas krav och ekonomiska överväganden. Med en ökning av avståndet för värmetransport ökar en ekonomiskt motiverad ökning av parametrarna för kylvätskan.

Enligt metoden för att ansluta värmesystemet till värmeförsörjningssystemet är de senare indelade i:

1) beroende (värmebäraren som värms upp i värmegeneratorn och transporteras genom värmenätverk går direkt in i värmeförbrukande enheter);

2) oberoende (värmebäraren som cirkulerar genom värmenäten värmer värmebäraren som cirkulerar i värmesystemet i värmeväxlaren). (Figur 1)

I fristående system är konsumentinstallationer hydrauliskt isolerade från värmenätet. Sådana system används huvudsakligen i stora städer - för att öka tillförlitligheten för värmeförsörjningen, såväl som i fall där tryckregimen i värmenätet är oacceptabel för värmeförbrukande installationer på grund av deras styrka eller när det statiska trycket som skapas av det senare är oacceptabelt för värmenätet (såsom till exempel värmesystemen i höghus).

Figur 1 - Schematiska diagram av värmeförsörjningssystem enligt metoden för att ansluta värmesystem till dem

Enligt metoden för att ansluta varmvattenförsörjningssystemet till värmeförsörjningssystemet:

1) stängd;

2) öppen.

I slutna system förses varmvattenförsörjningen med vatten från vattenförsörjningen, uppvärmd till erforderlig temperatur av vatten från värmenätet i värmeväxlare installerade i värmepunkter. I öppna system tillförs vatten direkt från värmenätet (direkt vattenintag). Vattenläckage på grund av läckor i systemet, såväl som dess förbrukning för vattenintag, kompenseras genom ytterligare tillförsel av en lämplig mängd vatten till värmenätet. För att förhindra korrosion och kalkbildning på rörledningens inre yta genomgår vattnet som tillförs värmenätet vattenrening och avluftning. I öppna system ska vattnet även uppfylla kraven för dricker vatten. Valet av system bestäms huvudsakligen av närvaron av en tillräcklig mängd vatten av drickskvalitet, dess frätande och skalbildande egenskaper. Båda typerna av system har blivit utbredda i Ukraina.

Beroende på antalet rörledningar som används för att överföra kylvätskan särskiljs värmeförsörjningssystem:

enkelrör;

tvårör;

multipipe.

Enkelrörssystem används i de fall där kylvätskan helt används av konsumenterna och inte returneras tillbaka (till exempel i ångsystem utan kondensatretur och i öppet vattensystem, där allt vatten som kommer från källan demonteras för varmvatten leverans till konsumenter).

I tvårörssystem återförs värmebäraren helt eller delvis till värmekällan, där den värms upp och fylls på.

Flerrörssystem passar, vid behov, tilldelningen av vissa typer av värmebelastning (till exempel varmvattenförsörjning), vilket förenklar regleringen av värmeförsörjning, driftläge och metoder för att ansluta konsumenter till värmenätverk. I Ryssland används främst tvårörs värmeförsörjningssystem.

1.3 Typer av värmeförbrukare

Värmeförbrukarna i värmeförsörjningssystemet är:

1) värmeanvändande sanitära system i byggnader (system för uppvärmning, ventilation, luftkonditionering, varmvattenförsörjning);

2) tekniska installationer.

Användningen av varmvatten för uppvärmning av rum är ganska vanligt. Samtidigt används en mängd olika metoder för att överföra vattenenergi för att skapa en bekväm inomhusmiljö. En av de vanligaste är användningen av värmeradiatorer.

Ett alternativ till värmeradiatorer är golvvärme, när värmekretsarna är placerade under golvet. Golvvärmekretsen är vanligtvis kopplad till radiatorkretsen.

Ventilation - en fläktkonvektor som tillför varmluft till ett rum, vanligtvis används i offentliga byggnader. Ofta används en kombination av värmeanordningar, till exempel radiatorer för uppvärmning och golvvärme eller radiatorer för värme och ventilation.

Varmvatten har blivit en del av vardagen och dagliga behov. Därför måste en varmvatteninstallation vara pålitlig, hygienisk och ekonomisk.

Enligt läget för värmeförbrukning under året särskiljs två grupper av konsumenter:

1) säsongsbetonad, kräver värme endast under den kalla årstiden (till exempel värmesystem);

2) året runt, kräver värme året runt (varmvattenförsörjningssystem).

Beroende på förhållandet och lägena för individuella typer av värmeförbrukning särskiljs tre karakteristiska grupper av konsumenter:

1) bostadshus (kännetecknas av säsongsbetonad värmeförbrukning för uppvärmning och ventilation och året runt - för varmvattenförsörjning);

2) offentliga byggnader (säsongens värmeförbrukning för uppvärmning, ventilation och luftkonditionering);

3) industriella byggnader och strukturer, inklusive jordbrukskomplex (alla typer av värmeförbrukning, det kvantitativa förhållandet mellan vilka bestäms av typen av produktion).

2 Fjärrvärme

Fjärrvärme är ett miljövänligt och pålitligt sätt att ge värme. Fjärrvärmesystem distribuerar varmvatten eller i vissa fall ånga från en central panncentral mellan flera byggnader. Det finns ett mycket brett utbud av källor som tjänar till att generera värme, inklusive förbränning av olja och naturgas eller användning av geotermiskt vatten. Användning av värme från lågtemperaturkällor, såsom jordvärme, är möjlig med hjälp av värmeväxlare och värmepumpar. Möjligheten att använda outnyttjad värme från industriföretag, överskottsvärme från avfallshantering, industriprocesser och avlopp, riktade värmeverk eller termiska kraftverk i fjärrvärme, gör det möjligt att implementera optimalt val värmekälla i termer och energieffektivitet. På så sätt optimerar du kostnaderna och skyddar miljön.

Varmvatten från pannhuset matas till en värmeväxlare som skiljer produktionsplatsen från fjärrvärmenätets distributionsledningar. Värmen distribueras sedan till slutförbrukarna och matas genom transformatorstationerna till respektive byggnad. Var och en av dessa transformatorstationer inkluderar vanligtvis en värmeväxlare för rumsuppvärmning och varmvatten.

Det finns flera anledningar till att installera värmeväxlare för att separera ett värmeverk från ett fjärrvärmenät. Om det finns betydande tryck- och temperaturskillnader som kan orsaka allvarliga skador på utrustning och egendom, kan en värmeväxlare hindra känslig värme- och ventilationsutrustning från att komma in i förorenade eller korrosiva medier. Ett annat viktigt skäl för att separera pannhuset, distributionsnätet och slutanvändarna är att tydligt definiera funktionerna för varje komponent i systemet.

I ett kraftvärmeverk (CHP) produceras värme och el samtidigt, med värme som biprodukt. Värme används vanligtvis i fjärrvärmesystem, vilket leder till ökad energieffektivitet och kostnadsbesparingar. Användningsgraden av energi som erhålls från bränsleförbränning kommer att vara 85–90 %. Verkningsgraden blir 35–40 % högre än vid separat produktion av värme och el.

I kraftvärmeverk värmer bränsleförbränning upp vatten, som omvandlas till ånga vid högt tryck och hög temperatur. Ångan driver en turbin kopplad till en generator som producerar elektricitet. Efter turbinen kondenseras ångan i en värmeväxlare. Värmen som frigörs under denna process matas sedan in i fjärrvärmerören och distribueras till slutförbrukarna.

För slutkonsumenten innebär fjärrvärme oavbruten energiförsörjning. Ett fjärrvärmesystem är bekvämare och mer effektivt än små individuella uppvärmningssystem för hem. Modern teknik bränsleförbränning och utsläppsrening minskar negativ påverkan på miljön.

I flerbostadshus eller andra byggnader som värms upp med fjärrvärme är huvudbehovet värme, varmvattenförsörjning, ventilation och golvvärme för ett stort antal konsumenter med minimal kostnad energi. Genom att använda högkvalitativ utrustning i värmesystemet kan du minska de totala kostnaderna.

En annan mycket viktig uppgift för värmeväxlare inom fjärrvärme är att säkerställa säkerheten i det interna systemet genom att separera slutanvändare från distributionsnätet. Detta är nödvändigt på grund av den betydande skillnaden i temperatur- och tryckvärden. Vid en olycka kan även risken för översvämning minimeras.

I centralvärmepunkter finns ofta ett tvåstegsschema för anslutning av värmeväxlare (Fig. 2, A). Denna anslutning innebär maximalt värmeutnyttjande och låg returvattentemperatur vid användning av varmvattensystemet. Det är särskilt fördelaktigt i kraftvärme- och kraftverksapplikationer där en låg returvattentemperatur önskas. Denna typ av transformatorstation kan enkelt leverera värme till upp till 500 lägenheter, och ibland fler.

A) Tvåstegsanslutning B) Parallellkoppling

Figur 2 - Schema för anslutning av värmeväxlare

Parallellkoppling av en VV-värmeväxlare (Fig.2, B) är mindre komplicerad än en tvåstegsanslutning och kan appliceras på anläggningar av alla storlekar som inte behöver en låg returvattentemperatur. En sådan anslutning används vanligtvis för små och medelstora värmepunkter med en belastning på upp till cirka 120 kW. Kopplingsschema för varmvattenberedare enligt SP 41-101-95.

De flesta fjärrvärmesystem ställer höga krav på den installerade utrustningen. Utrustningen ska vara tillförlitlig och flexibel och ge nödvändig säkerhet. I vissa system måste den också uppfylla mycket höga hygienkrav. En annan viktig faktor i de flesta system är låga driftskostnader.

Men i vårt land är fjärrvärmesystemet i ett bedrövligt tillstånd:

teknisk utrustning och nivån på tekniska lösningar vid konstruktion av värmenät motsvarar tillståndet på 1960-talet, medan radierna för värmetillförseln har ökat kraftigt, och det har skett en övergång till nya standardstorlekar på rördiametrar;

kvaliteten på metall av värmeledningar, värmeisolering, avstängnings- och kontrollventiler, konstruktion och läggning av värmeledningar är betydligt sämre än utländska analoger, vilket leder till stora förluster av värmeenergi i nätverk;

dåliga förhållanden för termisk och vattentätning av värmeledningar och kanaler i värmenätverk bidrog till en ökning av skadorna på underjordiska värmeledningar, vilket ledde till allvarliga problem byte av utrustning för värmenät;

inhemsk utrustning av stora kraftvärmeverk motsvarar den genomsnittliga utländska nivån på 1980-talet, och för närvarande kännetecknas kraftvärmekraftverk i ångturbiner av en hög olycksfrekvens, eftersom nästan hälften av turbinernas installerade kapacitet har förbrukat den uppskattade resursen;

att driva koleldade kraftvärmeverk saknar rökgasreningssystem från NOx och SOx, och effektiviteten för att fånga upp partiklar når ofta inte de erforderliga värdena;

DH:s konkurrenskraft i det nuvarande skedet kan endast säkerställas genom införandet av speciellt nya tekniska lösningar, både när det gäller systemstrukturen och när det gäller system, utrustning för energikällor och värmenät.

2.2 Fjärrvärmesystems effektivitet

En av de viktigaste förutsättningarna för normal drift av värmeförsörjningssystemet är skapandet av en hydraulisk regim som ger tillräckligt tryck i värmenätet för att skapa nätverksvattenflöden i värmeförbrukande installationer i enlighet med en given värmebelastning. Den normala driften av värmeförbrukningssystem är kärnan i att förse konsumenterna med termisk energi av lämplig kvalitet, och består för energiförsörjningsorganisationen att upprätthålla parametrarna för värmeförsörjningsläget på den nivå som regleras av reglerna för teknisk drift (PTE) av kraftverk och nätverk i Ryska federationen, PTE för värmekraftverk. Den hydrauliska regimen bestäms av egenskaperna hos huvudelementen i värmeförsörjningssystemet.

Under drift i det befintliga fjärrvärmesystemet på grund av en förändring av värmebelastningens karaktär, anslutning av nya värmeförbrukare, en ökning av rörledningarnas grovhet, justeringar av den beräknade temperaturen för uppvärmning, förändringar temperaturgraf frigöring av termisk energi (TE) från TE-källan, som regel finns det en ojämn tillförsel av värme till konsumenterna, en överskattning av flödet av nätverksvatten och en minskning av genomströmningen av rörledningar.

Utöver detta finns det som regel problem i värmesystemen. Såsom felreglering av värmeförbrukningslägen, underbemanning av hissenheter, obehörig överträdelse av konsumenter av anslutningsscheman (upprättade av projekt, specifikationer och avtal). Dessa problem med värmeförbrukningssystem manifesteras först och främst i felregleringen av hela systemet, vilket kännetecknas av ökade kylvätskeflöden. Som ett resultat, otillräckligt (på grund av ökade tryckförluster) tillgängliga tryck av kylvätskan vid inloppen, vilket i sin tur leder till abonnenternas önskan att tillhandahålla den nödvändiga droppen genom att dränera nätverksvatten från returledningarna för att skapa åtminstone en minimal cirkulation i värmeapparater (brott mot anslutningsscheman och etc.), vilket leder till en ytterligare ökning av flödet och följaktligen till ytterligare tryckförluster och till uppkomsten av nya abonnenter med reducerade tryckfall etc. Det finns en "kedjereaktion" i riktning mot en total felinställning av systemet.

Allt detta har en negativ inverkan på hela värmeförsörjningssystemet och på energiförsörjningsorganisationens aktiviteter: oförmågan att följa temperaturschemat; ökad påfyllning av värmeförsörjningssystemet, och när vattenbehandlingskapaciteten är uttömd, påtvingad påfyllning med råvatten (konsekvens - intern korrosion, för tidigt fel på rörledningar och utrustning); påtvingad ökning av värmetillförseln för att minska antalet klagomål från befolkningen; ökning av driftskostnaderna i systemet för transport och distribution av värmeenergi.

Det bör påpekas att det i värmeförsörjningssystemet alltid finns ett samband mellan de stadiga termiska och hydrauliska regimerna. En förändring i flödesfördelningen (inklusive dess absoluta värde) ändrar alltid värmeväxlingsförhållandet, både direkt vid värmeinstallationerna och i värmeförbrukningssystem. Resultatet av onormal drift av värmesystemet är som regel en hög temperatur på returnätets vatten.

Det bör noteras att temperaturen på returnätets vatten vid källan till termisk energi är en av de huvudsakliga driftsegenskaperna som är utformade för att analysera tillståndet för utrustningen för termiska nätverk och driftsätten för värmeförsörjningssystemet, såväl som att bedöma effektiviteten av åtgärder som vidtagits av organisationer som driver termiska nät för att öka nivådriften av värmesystemet. Som regel, vid felinställning av värmeförsörjningssystemet, skiljer sig det faktiska värdet av denna temperatur avsevärt från dess normativa, beräknade värde för detta värmeförsörjningssystem.

Sålunda, när värmeförsörjningssystemet är felinriktat, visar sig temperaturen på nätverksvattnet, som en av huvudindikatorerna för tillförselsättet och förbrukningen av termisk energi i värmeförsörjningssystemet, vara: i tillförselledningen, nästan i alla intervaller av eldningssäsongen är det karakteriserat reducerade värden; temperaturen på returnätets vatten, trots detta, kännetecknas av ökade värden; temperaturskillnaden i tillförsel- och returledningarna, nämligen denna indikator (tillsammans med den specifika förbrukningen av nätverksvatten per ansluten värmelast) kännetecknar nivån på kvaliteten på värmeenergiförbrukningen, underskattas jämfört med de erforderliga värdena.

Det bör noteras ytterligare en aspekt relaterad till ökningen i förhållande till det beräknade värdet av nätverkets vattenförbrukning för den termiska regimen för värmeförbrukningssystem (värme, ventilation). För direkt analys är det lämpligt att använda beroendet som bestämmer, i händelse av avvikelse mellan de faktiska parametrarna och strukturelementen i värmeförsörjningssystemet från de beräknade, förhållandet mellan den faktiska värmeenergiförbrukningen i värmeförbrukningssystem och dess beräknade värde.

där Q är förbrukningen av termisk energi i värmeförbrukningssystem;

g - förbrukning av nätverksvatten;

tp och till - temperatur i fram- och returledningarna.

Detta beroende (*) visas i fig. 3. Ordinatan visar förhållandet mellan den faktiska förbrukningen av termisk energi och dess beräknade värde, abskissan visar förhållandet mellan den faktiska förbrukningen av nätvatten och dess beräknade värde.

Figur 3 - Graf över beroendet av förbrukningen av värmeenergi per system

värmeförbrukning från förbrukningen av nätvatten.

Som allmänna trender är det nödvändigt att påpeka att, för det första, en ökning av nätverkets vattenförbrukning med n gånger inte orsakar en ökning av värmeenergiförbrukningen motsvarande detta antal, det vill säga att värmeförbrukningskoefficienten släpar efter nätverkets vattenförbrukning koefficient. För det andra, med en minskning av förbrukningen av nätvatten, minskar tillförseln av värme till det lokala värmeförbrukningssystemet ju snabbare, desto lägre är den faktiska förbrukningen av nätvatten jämfört med den beräknade.

Således reagerar värme- och ventilationssystem mycket dåligt på överdriven förbrukning av nätverksvatten. En ökning av förbrukningen av nätvatten för dessa system med 50 % i förhållande till det beräknade värdet orsakar således en ökning av värmeförbrukningen med endast 10 %.

Punkten i fig. 3 med koordinater (1; 1) visar det beräknade, faktiskt uppnåbara driftsättet för värmeförsörjningssystemet efter idrifttagning. Under det faktiskt uppnåbara driftsättet avses ett sådant läge, som kännetecknas av den befintliga positionen för de strukturella elementen i värmeförsörjningssystemet, värmeförluster från byggnader och strukturer och bestäms av den totala förbrukningen av nätverksvatten vid utloppen av värmekälla, nödvändig för att ge en given värmebelastning med det befintliga värmeförsörjningsschemat.

Det bör också noteras att den ökade förbrukningen av nätverksvatten, på grund av det begränsade värdet av genomströmningen av värmenätverk, leder till en minskning av värdena för tillgängliga tryck vid konsumentinloppen som är nödvändiga för normal drift av värmeförbrukande Utrustning. Det bör noteras att tryckförlusten i värmenätet bestäms av ett kvadratiskt beroende av nätverkets vattenflöde:

Det vill säga, med en ökning av den faktiska förbrukningen av nätvatten GF med 2 gånger i förhållande till det beräknade värdet GP, ökar tryckförlusterna i värmenätet med 4 gånger, vilket kan leda till oacceptabelt små tillgängliga tryck vid konsumenternas termiska noder och följaktligen till otillräcklig värmetillförsel till dessa konsumenter, vilket kan orsaka otillåten utsläpp av nätverksvatten för att skapa cirkulation (otillåten överträdelse av konsumenter av anslutningssystem, etc.)

Ytterligare utveckling av ett sådant värmeförsörjningssystem längs vägen för att öka kylvätskans flödeshastighet kommer för det första att kräva byte av huvudsektionerna på värmeledningarna, ytterligare installation av nätverkspumpenheter, en ökning av vattenproduktiviteten. behandling etc., och för det andra leder det till en ännu större ökning av merkostnaderna - kostnaden för ersättning för el, påfyllningsvatten, värmeförluster.

Således verkar det tekniskt och ekonomiskt mer rimligt att utveckla ett sådant system genom att förbättra dess kvalitetsindikatorer - öka temperaturen på kylvätskan, tryckfall, öka temperaturskillnaden (värmeavlägsnande), vilket är omöjligt utan en drastisk minskning av kylvätskeförbrukningen ( cirkulation och påfyllning) i värmeförbrukningssystem respektive i hela värmesystemet.

Således är den huvudsakliga åtgärden som kan föreslås för att optimera ett sådant värmeförsörjningssystem justeringen av det hydrauliska och termiska regimen för värmeförsörjningssystemet. Den tekniska essensen av denna åtgärd är att fastställa flödesfördelningen i värmeförsörjningssystemet baserat på den beräknade (dvs. motsvarande den anslutna värmebelastningen och det valda temperaturschemat) nätverksvattenförbrukningen för varje värmeförbrukningssystem. Detta uppnås genom att installera lämpliga strypanordningar (autoregulatorer, spjällbrickor, hissmunstycken) vid ingångarna till värmeförbrukningssystemen, vars beräkning baseras på det beräknade tryckfallet vid varje ingång, vilket beräknas baserat på den hydrauliska och termiska beräkning av hela värmeförsörjningssystemet.

Det bör noteras att skapandet av ett normalt driftsätt för ett sådant värmeförsörjningssystem inte är begränsat till att utföra justeringsaktiviteter, det är också nödvändigt att utföra arbete för att optimera det hydrauliska läget för värmeförsörjningssystemet.

Regimjusteringen omfattar huvudlänkarna i fjärrvärmesystemet: en vattenvärmeinstallation av en värmekälla, centralvärmepunkter (om sådana finns), ett värmenät, styr- och distributionspunkter (om några), individuella värmepunkter och lokala värmeförbrukningssystem .

Driftsättningen inleds med en besiktning av fjärrvärmesystemet. Insamling och analys av initiala data om de faktiska driftsätten för systemet för transport och distribution av värmeenergi, information om det tekniska tillståndet för värmenätverk, graden av utrustning för värmekällan, värmenätverk och abonnenter med kommersiella och tekniska mätningar instrument utförs. De tillämpade lägena för värmeenergiförsörjning analyseras, möjliga defekter i design och installation identifieras, information väljs för att analysera systemets egenskaper. En analys görs av operativ (statistisk) information (blad för redovisning av kylvätskeparametrar, energiförsörjning och förbrukningslägen, faktiska hydrauliska och termiska lägen för värmenätverk) med olika värden utomhustemperaturen i basperioderna, erhållen enligt avläsningarna av standardmätinstrument, samt en analys av rapporterna från specialiserade organisationer.

Samtidigt utvecklas ett designschema för värmenätverk. En matematisk modell av värmeförsörjningssystemet skapas på basis av beräkningskomplexet ZuluThermo, utvecklat av Politerm (St. Petersburg), som kan simulera den faktiska termiska och hydrauliska driften av värmeförsörjningssystemet.

Det bör påpekas att det finns ett ganska vanligt tillvägagångssätt, som består i att minimera de ekonomiska kostnaderna i samband med utvecklingen av åtgärder för att anpassa och optimera värmeförsörjningssystemet, nämligen att kostnaderna är begränsade till anskaffning av ett specialiserat mjukvarupaket.

"Gropen" i detta tillvägagångssätt är tillförlitligheten hos originaldata. Den matematiska modellen för värmeförsörjningssystemet, skapad på grundval av otillförlitliga initiala data om egenskaperna hos huvudelementen i värmeförsörjningssystemet, visar sig som regel vara otillräcklig för verkligheten.

2.3 Energibesparing i DH-system

Den senaste tiden har det kommit kritik mot fjärrvärme baserad på fjärrvärme - den gemensamma produktionen av värme och elektrisk energi. Som de största nackdelarna finns det stora värmeförluster i rörledningar under värmetransport, en minskning av kvaliteten på värmeförsörjningen på grund av bristande överensstämmelse med temperaturschemat och det erforderliga trycket från konsumenterna. Det föreslås att byta till decentraliserad, autonom värmeförsörjning från automatiserade pannhus, inklusive de som ligger på byggnadernas tak, vilket motiverar detta med lägre kostnad och inget behov av att lägga värmerör. Men samtidigt tas som regel inte hänsyn till att anslutningen av värmelasten till pannrummet gör det omöjligt att generera billig el för värmeförbrukning. Därför bör denna del av den ej genererade elektriciteten ersättas av dess produktion av kondensationscykeln, vars effektivitet är 2-2,5 gånger lägre än uppvärmningscykeln. Följaktligen bör kostnaden för el som förbrukas av byggnaden, vars värmeförsörjning utförs från pannhuset, vara högre än kostnaden för byggnaden ansluten till värmesystemet för värmeförsörjning, och detta kommer att orsaka en kraftig ökning av driften. kostar.

S. A. Chistovich jubileumskonferens"75 år av fjärrvärme i Ryssland", som hölls i Moskva i november 1999, föreslog att hushållspannor skulle komplettera fjärrvärmen och fungera som toppvärmekällor, där den saknade nätverkskapaciteten inte tillåter högkvalitativ värmeförsörjning till konsumenterna. Samtidigt bevaras värmeförsörjningen och kvaliteten på värmeförsörjningen förbättras, men detta beslut doftar av stagnation och hopplöshet. Det är nödvändigt att fjärrvärmeförsörjningen till fullo utför sina funktioner. När allt kommer omkring har fjärrvärme sina egna kraftfulla topppannhus, och det är uppenbart att ett sådant pannhus kommer att vara mer ekonomiskt än hundratals små, och om kapaciteten i nätverken är otillräcklig är det nödvändigt att flytta nätverken eller skär av denna belastning från nätverken så att den inte bryter mot kvaliteten på värmeförsörjningen till andra konsumenter.

Stora framgångar inom fjärrvärme har uppnåtts av Danmark, som trots den låga koncentrationen av värmebelastning per 1 m2 ytarea ligger före oss vad gäller fjärrvärmetäckning per capita. Danmark håller en special allmän ordning genom att föredra att ansluta nya värmeförbrukare till fjärrvärme. I Västtyskland, till exempel i Mannheim, utvecklas fjärrvärme baserad på fjärrvärme snabbt. I de östliga länderna, där värmeförsörjningen, med fokus på vårt land, också användes i stor utsträckning, trots förkastandet av panelhuskonstruktion, centralvärme i bostadsområden, vilket visade sig vara ineffektivt i en marknadsekonomi och Västerländsk bild liv, fortsätter att utveckla området för fjärrvärme baserad på fjärrvärme som det mest miljövänliga och kostnadseffektiva.

Allt ovanstående tyder på att vi i det nya skedet inte får förlora våra ledande positioner inom fjärrvärmeområdet, och för detta är det nödvändigt att modernisera fjärrvärmesystemet för att öka dess attraktivitet och effektivitet.

Alla fördelar med den gemensamma produktionen av värme och el tillskrevs elsidan, fjärrvärmen finansierades på restbasis - ibland hade kraftvärmen redan byggts, men värmenäten hade ännu inte tagits upp. Som ett resultat skapades värmeledningar av låg kvalitet med dålig isolering och ineffektiv dränering, värmeförbrukare kopplades till värmenätverk utan automatisk lastkontroll, i bästa fall med hjälp av hydrauliska regulatorer för att stabilisera kylvätskeflödet av mycket dålig kvalitet.

Detta tvingade tillförseln av värme från källan enligt metoden för central kvalitetskontroll (genom att ändra temperaturen på kylvätskan beroende på utetemperaturen enligt ett enda schema för alla konsumenter med konstant cirkulation i nätverken), vilket ledde till en betydande överkonsumtion av värme hos konsumenterna på grund av skillnader i deras driftsätt och omöjligheten av gemensam drift av flera värmekällor på ett enda nätverk för ömsesidig redundans. Frånvaron eller ineffektiviteten i driften av styranordningar vid anslutningspunkterna för konsumenter till värmenätverk orsakade också ett överskridande av kylvätskans volym. Detta ledde till en ökning av returvattentemperaturen i en sådan utsträckning att det fanns en risk för fel på stationens cirkulationspumpar, och detta tvingade till en minskning av värmetillförseln vid källan, vilket bröt mot temperaturschemat även under förhållanden med tillräcklig effekt.

Till skillnad från oss, till exempel i Danmark, ges alla fördelar med fjärrvärme under de första 12 åren på sidan av termisk energi, och sedan delas de på hälften med elektrisk energi. Som ett resultat av detta var Danmark det första landet att tillverka förisolerade rör för kanalfri installation med ett hermetiskt täckskikt och ett automatiskt läckagedetekteringssystem, vilket dramatiskt minskade värmeförlusten under transporten. I Danmark uppfanns för första gången tysta, stödlösa "våtgående" cirkulationspumpar, värmemätare och effektiva system för autoreglering av värmebelastningen, vilket gjorde det möjligt att bygga automatiserade individuella värmepunkter (ITP) direkt i konsumenternas byggnader med automatisk styrning av tillförsel och mätning av värme på platser för dess användning.

Total automatisering av alla värmeförbrukare gjorde det möjligt att: överge den kvalitativa metoden central reglering på en värmekälla som orsakar oönskade temperaturfluktuationer i värmenätets rörledningar; minska de maximala vattentemperaturparametrarna till 110-1200C; säkerställa möjligheten att driva flera värmekällor, inklusive avfallsförbränningsanläggningar, på ett enda nätverk med den mest effektiva användningen av var och en.

Temperaturen på vattnet i tillförselledningen till värmenätverk varierar beroende på nivån på den etablerade utomhustemperaturen i tre steg: 120-100-80°C eller 100-85-70°C (det finns en tendens till en ännu större minskning av denna temperatur). Och inuti varje steg, beroende på förändringen i belastningen eller avvikelsen av yttertemperaturen, ändras flödeshastigheten för kylvätskan som cirkulerar i värmenäten enligt signalen om det fasta värdet av tryckskillnaden mellan tillförsel- och returledningarna - om tryckskillnaden sjunker under det inställda värdet, sedan kopplas de efterföljande värmealstrings- och pumpstationerna på installationen. Värmeförsörjningsföretag garanterar varje konsument en specificerad miniminivå av tryckfall i försörjningsnäten.

Konsumenterna ansluts genom värmeväxlare och enligt vår mening används ett alltför stort antal anslutningssteg, vilket tydligen beror på fastighetsägandets gränser. Således demonstrerades följande anslutningsschema: till huvudnäten med designparametrar på 125 ° C, som administreras av energiproducenten, genom en värmeväxlare, varefter vattentemperaturen i tillförselledningen sjunker till 120 ° C, distribution nät ansluts, som är i kommunal ägo.

Nivån för underhåll av denna temperatur är inställd elektronisk regulator verkar på ventilen som är installerad på primärkretsens returledning. I sekundärkretsen cirkuleras kylvätskan av pumpar. Anslutning till dessa distributionsnätverk av lokala värme- och varmvattenförsörjningssystem för enskilda byggnader utförs genom oberoende värmeväxlare installerade i dessa byggnaders källare med ett komplett utbud av värmekontroll- och mätanordningar. Dessutom utförs regleringen av temperaturen på vattnet som cirkulerar i det lokala värmesystemet enligt schemat, beroende på förändringen i temperaturen på uteluften. Under designförhållanden når den maximala vattentemperaturen 95°C, nyligen har det funnits en tendens att sänka den till 75-70°C, den maximala returvattentemperaturen är 70 respektive 50°C.

Anslutning av värmecentraler av enskilda byggnader utförs enl standardscheman med parallell anslutning av en varmvattenberedare eller i ett tvåstegsschema med användning av potentialen hos värmebäraren från returröret efter värmevattenberedaren med höghastighetsvarmvattenvärmeväxlare, medan det är möjligt att använda en varmvatten trycklagringstank med tankladdningspump. I värmekretsen används trycksatta membrantankar för att samla upp vatten när det expanderar från uppvärmning, i vårt fall är atmosfäriska expansionstankar installerade i toppen av systemet mer använda.

För att stabilisera driften av styrventilerna vid inloppet till värmepunkten installeras vanligtvis en hydraulisk regulator för tryckskillnadens konstanthet. Och för att föra värmesystemen med pumpcirkulation till optimalt driftläge och underlätta fördelningen av kylvätskan längs systemets stigare, en "partnerventil" i form av en balansventil, som tillåter, enligt trycket förlust uppmätt på den, för att ställa in rätt flödeshastighet för den cirkulerande kylvätskan.

I Danmark ägnar de inte mycket uppmärksamhet åt ökningen av den beräknade flödeshastigheten för värmebäraren vid uppvärmningspunkten när man slår på uppvärmningen av vatten för husbehov. I Tyskland är det förbjudet enligt lag att ta hänsyn till belastningen på varmvattenförsörjningen vid val av värmeeffekt, och vid automatisering av värmepunkter är det accepterat att när varmvattenberedaren slås på och när ackumulatortanken är fylld, pumpar som cirkulerar i värmesystemet stängs av, det vill säga värmetillförseln till värmen.

I vårt land läggs också stor vikt vid att förhindra en ökning av värmekällans effekt och den beräknade flödeshastigheten för värmebäraren som cirkulerar i värmenätet under timmarna av den maximala varmvattenförsörjningen. Men den lösning som antagits i Tyskland för detta ändamål kan inte tillämpas under våra förhållanden, eftersom vi har ett mycket högre belastningsförhållande för varmvattenförsörjning och uppvärmning, på grund av den stora absoluta förbrukningen av hushållsvatten och högre befolkningstäthet.

Därför, när de automatiserar konsumenternas värmepunkter, tillämpar de begränsningen av det maximala vattenflödet från värmenätet när det angivna värdet överskrids, bestämt baserat på den genomsnittliga timbelastningen för varmvattenförsörjningen. Vid uppvärmning av bostadsområden görs detta genom att stänga ventilen på värmetillförselregulatorn för uppvärmning under timmarna med maximal vattenförbrukning. Genom att ställa in värmeregulatorn på en viss överskattning av den bibehållna värmebärarens temperaturkurva kompenseras den undervärmning i värmesystemet som uppstår när den maximala vattendelaren passeras under tappperioder under medelvärdet (inom angivet vattenflöde från värmenätet - kopplat förordning).

Vattenflödesgivaren, som är en signal för begränsning, är en vattenflödesmätare som ingår i värmemätarsatsen installerad vid värmenätets inlopp till centralvärmecentralen eller ITP. Differenstrycksregulatorn vid inloppet kan inte fungera som en flödesbegränsare, eftersom den ger ett givet differenstryck under förhållanden med full öppning av ventilerna för värme- och varmvattenförsörjningsregulatorerna installerade parallellt.

För att öka effektiviteten i den gemensamma produktionen av värme och el och utjämna den maximala energiförbrukningen i Danmark används värmeackumulatorer, som är installerade vid källan, i stor utsträckning. Den nedre delen av ackumulatorn är ansluten till värmenätets returledning, den övre delen är ansluten till tillförselledningen genom en rörlig diffusor. Med minskad cirkulation i distributionsvärmenäten laddas tanken. Med en ökning av cirkulationen kommer överskottet av kylvätskeflödet från returledningen in i tanken och varmvatten pressas ut ur den. Behovet av värmeackumulatorer ökar i kraftvärmeverk med mottrycksturbiner, där förhållandet mellan genererad elektrisk och termisk energi är fixerad.

Om designtemperaturen för vattnet som cirkulerar i värmenäten är under 100 ° C, används lagringstankar av atmosfärisk typ; vid en högre designtemperatur skapas tryck i tankarna för att säkerställa att varmvatten inte kokar.

Installationen av termostater tillsammans med värmeflödesmätare för varje värmeanordning leder dock till en nästan dubbel ökning av kostnaden för värmesystemet, och i ett enkelrörsschema ökar dessutom den erforderliga värmeytan för enheterna till 15 % och det finns en betydande restvärmeöverföring av enheter i termostatens stängda läge, vilket minskar effektiviteten av autoregleringen. Därför är ett alternativ till sådana system, särskilt i kommunalt lågkostnadsbyggande, fasadautomatiska värmestyrsystem - för utökade byggnader och centrala med temperaturgrafkorrigering baserad på lufttemperaturens avvikelse i de prefabricerade frånluftsventilationskanalerna från lägenhetskök - för punktbyggnader eller byggnader med en komplex konfiguration.

Det måste dock komma ihåg att vid rekonstruktion av befintliga bostadshus är det nödvändigt att gå in i varje lägenhet med svetsning för att installera termostater. Samtidigt, när man organiserar framåtriktad autoreglering, räcker det att skära byglar mellan framvända grenar av sektionsvärmesystem i källaren och på vinden, och för 9-våningar icke-vindsbyggnader av masskonstruktion av 60-70-talet - bara i källaren.

Det bör noteras att nybyggnationen per år inte överstiger 1-2 % av det befintliga bostadsbeståndet. Detta indikerar vikten av att bygga om befintliga byggnader för att minska kostnaderna för värme för uppvärmning. Det är dock omöjligt att automatisera alla byggnader på en gång, och under förhållanden där flera byggnader är automatiserade uppnås inga verkliga besparingar, eftersom värmebäraren som sparas i automatiserade anläggningar omfördelas mellan icke-automatiserade. Ovanstående bekräftar än en gång att det är nödvändigt att bygga PDC:er vid befintliga värmenät i snabbare takt, eftersom det är mycket lättare att samtidigt automatisera alla byggnader som drivs av en PDC än från en CHP, och andra redan skapade PDC:er kommer inte att ge ett överskott mängd kylvätska till deras distributionsnät.

Allt ovanstående utesluter inte möjligheten att ansluta enskilda byggnader till pannhus med en lämplig förstudie med en höjning av tariffen för förbrukad el (till exempel när det är nödvändigt att lägga eller lägga om ett stort antal nätverk). Men i förhållande till det befintliga systemet med fjärrvärme från kraftvärme bör detta ha en lokal karaktär. Möjligheten att använda värmepumpar och överföra en del av lasten till CCGT och GTU är inte utesluten, men med den nuvarande sammanställningen av priser på bränsle och energibärare är detta inte alltid lönsamt.

Värmeförsörjning av bostadshus och mikrodistrikt i vårt land utförs som regel genom gruppvärmepunkter (CHP), varefter enskilda byggnader tillförs genom fristående rörledningar med varmvatten för uppvärmning och för husbehov med tappvatten uppvärmt i värmeväxlare installerade i centralvärmecentralen. Ibland kommer upp till 8 värmeledningar ut från centralvärmecentralen (med ett 2-zons varmvattenförsörjningssystem och en betydande ventilationsbelastning), och även om galvaniserade varmvattenledningar används, är de på grund av bristen på kemisk vattenbehandling utsatt för intensiv korrosion och efter 3-5 års drift på dem uppstår fistlar.

För närvarande, i samband med privatiseringen av bostäder och serviceföretag, såväl som med ökningen av kostnaden för energibärare, är övergången från gruppvärmepunkter till individuella (ITP) belägna i en uppvärmd byggnad relevant. Detta gör det möjligt att använda ett mer effektivt system för fasadautoreglering av uppvärmning för utökade byggnader eller ett centralt system med korrigering för den inre lufttemperaturen i punktbyggnader, det gör det möjligt att överge hetvattendistributionsnät, vilket minskar värmeförlusterna under transport och elförbrukning för tappvarmvattenpumpning. Dessutom är det lämpligt att göra detta inte bara vid nybyggnation, utan även vid återuppbyggnad av befintliga byggnader. Det finns en sådan erfarenhet i de östra länderna i Tyskland, där centralvärmestationer byggdes på samma sätt som vi gjorde, men nu finns de bara kvar som pumpstationer för pumpvatten (om nödvändigt) och värmeväxlarutrustning, tillsammans med cirkulationspumpar , styr- och mätenheter, överförs till ITP för byggnader. Intra-kvartalsnät läggs inte, varmvattenledningar lämnas i marken och värmeledningar, som mer hållbara, används för att leverera överhettat vatten till byggnader.

För att förbättra hanterbarheten av värmenät, till vilka ett stort antal IHS kommer att anslutas, och att säkerställa möjligheten till redundans i automatiskt läge det är nödvändigt att återgå till enheten för kontroll- och distributionspunkter (CDP) på platser där distributionsnätverk är anslutna till de viktigaste. Varje KRP är ansluten till elnätet på båda sidor om sektionsventilerna och betjänar konsumenter med en termisk belastning på 50-100 MW. Switchande elektriska ventiler vid inloppet, tryckregulatorer, cirkulations-blandningspumpar, en temperaturregulator, en säkerhetsventil, värme- och kylvätskeförbrukningsmätare, styr- och telemekaniska enheter är installerade i KRP.

KRP:s automationskrets säkerställer att trycket hålls på en konstant miniminivå i returledningen; upprätthållande av ett konstant förutbestämt tryckfall i distributionsnätet; sänkning och underhåll av vattentemperaturen i distributionsnätets tillförselledning enligt ett givet schema. Som ett resultat är det i backupläget möjligt att tillföra en minskad mängd cirkulerande vatten med en ökad temperatur genom elnätet från CHPP utan att störa temperaturen och de hydrauliska förhållandena i distributionsnäten.

KRP bör placeras i markpaviljonger, de kan blockeras med vattenpumpstationer (detta tillåter i de flesta fall att vägra installera högtryckspumpar och därför bullrigare pumpar i byggnader) och kan fungera som gränsen för balansen som hör till av den värmeavgivande organisationen och den värmefördelande (nästa gräns mellan den värmefördelande och byggnadens vägg blir den värmeförbrukande organisationen). Dessutom bör KRP vara under den värmeproducerande organisationens jurisdiktion, eftersom de tjänar till att kontrollera och reservera huvudnäten och ger möjlighet att driva flera värmekällor för dessa nätverk, med hänsyn till underhållet av kylvätskeparametrarna som specificeras av värmedistributionsorganisationen vid KRP:s utlopp.

Korrekt användning värmebäraren från sidan av värmeförbrukaren tillhandahålls genom användning av effektiva system ledningsautomation. Nu finns det ett stort antal datorsystem som kan utföra vilken komplexitet som helst av styruppgifter, men tekniska uppgifter och kretslösningar för att ansluta värmeförbrukningssystem är fortfarande avgörande.

Nyligen började de bygga vattenvärmesystem med termostater, som utför individuell automatisk kontroll av värmeöverföringen av värmeanordningar enligt lufttemperaturen i rummet där enheten är installerad. Sådana system används i stor utsträckning utomlands, med tillägg av obligatorisk mätning av mängden värme som används av enheten som andel av den totala värmeförbrukningen i byggnadens värmesystem.

I vårt land, i masskonstruktion, började sådana system användas för hissanslutning till värmenätverk. Men hissen är utformad på ett sådant sätt att den, med en konstant munstycksdiameter och samma tillgängliga tryck, passerar ett konstant flöde av kylvätskan genom munstycket, oavsett förändringen i flödeshastigheten för vatten som cirkulerar i värmesystemet . Som ett resultat, i 2-rörs värmesystem, där termostater, när de är stängda, leder till en minskning av flödet av kylvätskan som cirkulerar i systemet, när den är ansluten till en hiss, kommer vattentemperaturen i tilloppsröret att öka, och sedan i motsatt riktning, vilket kommer att leda till en ökning av värmeöverföringen från den oreglerade delen av systemet (stigare) och till underutnyttjande av kylvätskan.

I ett enrörsvärmesystem med permanenta stängningssektioner, när termostaterna är stängda, släpps varmvatten ut i stigaren utan kylning, vilket också leder till en ökning av vattentemperaturen i returledningen och på grund av konstansen hos blandningsförhållande i hissen, till en ökning av vattentemperaturen i tilloppsledningen, och därmed till samma konsekvenser som i ett 2-rörssystem. Därför är det i sådana system obligatoriskt att automatiskt kontrollera temperaturen på vattnet i tillförselledningen enligt schemat, beroende på förändringen i temperaturen på uteluften. Sådan reglering är möjlig genom att ändra kretsdesignen för att ansluta värmesystemet till värmenätet: ersätta en konventionell hiss med en justerbar, genom att använda pumpblandning med en reglerventil, eller genom att ansluta den genom en värmeväxlare med pumpcirkulation och en reglerventil på nätvatten framför värmeväxlaren. [

3 DECENTRALISERAD VÄRME

3.1 Utsikter för utveckling av decentraliserad värmeförsörjning

Tidigare fattade beslut på stängningen av små pannhus (under förevändning av deras låga effektivitet, tekniska och miljömässiga fara) förvandlades idag till övercentralisering av värmeförsörjningen, när varmvatten passerar från kraftvärme till konsumenten, en väg på 25-30 km, när avstängningen av värmekällan på grund av uteblivna betalningar eller en nödsituation leder till att städer med miljontals människor fryser.

De flesta industriländer gick åt andra hållet: de förbättrade värmealstrande utrustning, ökade nivån på dess säkerhet och automatisering, effektivitet gasbrännare, sanitära och hygieniska, miljömässiga, ergonomiska och estetiska indikatorer; skapat ett heltäckande energiredovisningssystem för alla konsumenter; bringade den rättsliga och tekniska basen i linje med kraven på ändamålsenlighet och bekvämlighet för konsumenten. optimerade nivån av centralisering av värmeförsörjningen; gått över till det omfattande införandet av alternativa värmeenergikällor. Resultatet av detta arbete var verkliga energibesparingar inom alla delar av ekonomin, inklusive bostäder och kommunala tjänster.

En gradvis ökning av andelen decentraliserad värmeförsörjning, maximal närhet av värmekällan till konsumenten, redovisning av konsumenten av alla typer av energiresurser kommer inte bara att skapa bekvämare förhållanden för konsumenten, utan också säkerställa verkliga besparingar gasbränsle.

Ett modernt decentraliserat värmeförsörjningssystem är en komplex uppsättning funktionellt sammankopplad utrustning, inklusive en autonom värmegenererande anläggning och byggnadstekniska system (varmvattenförsörjning, värme- och ventilationssystem). Huvudelementen i lägenhetsvärmesystemet, som är en typ av decentraliserad värmeförsörjning, där varje lägenhet i ett hyreshus är utrustad med ett autonomt system för att tillhandahålla värme och varmvatten, är en värmepanna, värmeapparater, luftförsörjning och system för borttagning av förbränningsprodukter. Ledningarna utförs med hjälp av ett stålrör eller moderna värmeledande system - plast eller metall-plast.

Traditionellt för vårt land är systemet med centraliserad värmeförsörjning genom CHPP och huvudvärmeledningar känt och har ett antal fördelar. Men i samband med övergången till nya ekonomiska mekanismer, den välkända ekonomiska instabiliteten och svagheten i interregionala, interdepartementala band, blir många av fördelarna med fjärrvärmesystemet till nackdelar.

Den viktigaste är längden på värmenätet. Den genomsnittliga andelen slitage uppskattas till 60-70%. Den specifika skadefrekvensen för värmeledningar har nu ökat till 200 registrerade skador per år per 100 km värmenät. Enligt en nödbedömning kräver minst 15 % av värmenäten brådskande utbyte. Utöver detta, under de senaste 10 åren, till följd av underfinansiering, har branschens huvudfond praktiskt taget inte uppdaterats. Som ett resultat nådde värmeenergiförlusterna under produktion, transport och konsumtion 70 %, vilket ledde till lågkvalitativ värmeförsörjning till höga kostnader.

Organisationsstruktur samspelet mellan konsumenter och värmeförsörjningsföretag stimulerar inte de senare att spara energiresurser. Systemet med tariffer och subventioner återspeglar inte de verkliga kostnaderna för värmeförsörjningen.

Generellt sett tyder den kritiska situation i vilken industrin har hamnat i att inom en snar framtid kommer en storskalig krissituation inom värmeförsörjningen att uppstå, vars lösning kommer att kräva enorma finansiella investeringar.

En akut fråga är rimlig decentralisering av värmeförsörjning, lägenhetsuppvärmning. Decentralisering av värmeförsörjningen (DT) är det mest radikala, effektiva och billiga sättet att eliminera många brister. Rimlig användning av dieselbränsle i kombination med energibesparande åtgärder vid uppförande och återuppbyggnad av byggnader kommer att ge större energibesparingar i Ukraina. Under de nuvarande svåra förhållandena är den enda utvägen skapandet och utvecklingen av ett dieselbränslesystem genom användning av autonoma värmekällor.

Lägenhetsvärmeförsörjning är en autonom tillförsel av värme och varmvatten till ett enskilt hus eller en separat lägenhet i en flervåningsbyggnad. Huvudelementen i sådana autonoma system är: värmegeneratorer - värmare, rörledningar för uppvärmning och varmvattenförsörjning, bränsleförsörjning, luft- och rökavgassystem.

De objektiva förutsättningarna för införandet av autonoma (decentraliserade) värmeförsörjningssystem är:

frånvaron i vissa fall av fri kapacitet vid centraliserade källor;

förtätning av stadsområdenas utveckling med bostadsobjekt;

dessutom faller en betydande del av utvecklingen på områden med outvecklad teknisk infrastruktur;

lägre kapitalinvesteringar och möjligheten till stegvis täckning av termiska belastningar;

förmågan att upprätthålla bekväma förhållanden i lägenheten på egen vilja, vilket i sin tur är mer attraktivt jämfört med lägenheter med centraliserad värmeförsörjning, vars temperatur beror på direktivets beslut om början och slutet av uppvärmningsperioden;

utseende på marknaden av ett stort antal olika modifieringar av inhemska och importerade (utländska) värmegeneratorer med låg effekt.

Idag har modulära pannanläggningar utvecklats och masstillverkas, designade för att organisera autonomt dieselbränsle. Den blockmodulära konstruktionsprincipen ger möjligheten till enkel konstruktion av ett pannhus med den erforderliga effekten. Frånvaron av behovet av att lägga värmeledningar och bygga ett pannhus minskar kostnaderna för kommunikation och kan avsevärt öka takten i nybyggnationen. Dessutom gör detta det möjligt att använda sådana pannhus för att snabbt tillhandahålla värmeförsörjning i nöd- och nödsituationer under uppvärmningssäsongen.

Block pannrum är en fullt fungerande färdig produkt, utrustad med alla nödvändiga apparater automation och säkerhet. Nivån på automatisering säkerställer en smidig drift av all utrustning utan ständig närvaro av en operatör.

Automation övervakar objektets behov av värme beroende på väderförhållanden och reglerar oberoende driften av alla system för att säkerställa de angivna lägena. Detta uppnår bättre överensstämmelse med det termiska schemat och ytterligare bränslebesparingar. I händelse av nödsituationer, gasläckor, stoppar säkerhetssystemet automatiskt gastillförseln och förhindrar möjligheten till olyckor.

Många företag, inriktade på dagens förhållanden och har beräknat ekonomisk nytta, går bort från fjärrvärme, från avlägsna och energikrävande pannhus.

Fördelarna med decentraliserad värmeförsörjning är:

inget behov av marktilldelningar för värmenät och pannhus;

minskning av värmeförluster på grund av frånvaron av externa värmenätverk, minskning av nätverksvattenförluster, minskning av vattenbehandlingskostnader;

en betydande minskning av kostnaderna för reparation och underhåll av utrustning;

full automatisering av förbrukningslägen.

Om vi ​​tar hänsyn till bristen på autonom uppvärmning från små pannhus och relativt låga skorstenar och i samband med detta miljöskador, så minskar en betydande minskning av gasförbrukningen i samband med demonteringen av det gamla pannhuset också utsläppen med 7 gånger !

Med alla dess fördelar har decentraliserad värmeförsörjning också negativa sidor. I små pannhus, inklusive "tak", är höjden på skorstenarna som regel mycket lägre än i stora, på grund av att spridningsförhållandena försämras kraftigt. Dessutom ligger små pannhus som regel nära bostadsområdet.

Införandet av program för decentralisering av värmekällor gör det möjligt att halvera behovet av naturgas och flera gånger minska kostnaden för värmeförsörjning till slutkonsumenter. Principerna för energibesparing som fastställs i det nuvarande värmesystemet i ukrainska städer stimulerar framväxten av ny teknik och tillvägagångssätt som helt kan lösa detta problem, och den ekonomiska effektiviteten hos dieselbränsle gör detta område mycket attraktivt för investeringar.

Användningen av ett lägenhetsvärmesystem för flervåningsbostadshus gör det möjligt att helt eliminera värmeförluster i värmenät och under distribution mellan konsumenter och avsevärt minska förlusterna vid källan. Det kommer att göra det möjligt att organisera individuell redovisning och reglering av värmeförbrukningen beroende på ekonomiska möjligheter och fysiologiska behov. Lägenhetsuppvärmning kommer att leda till en minskning av engångsinvesteringar och driftskostnader, och sparar också energi och råvaror för generering av värmeenergi och leder som ett resultat till en minskning av belastningen på miljösituationen.

Lägenhetsvärmesystemet är en ekonomiskt, energimässigt och miljöeffektiv lösning på frågan om värmeförsörjning för flervåningshus. Och ändå är det nödvändigt att genomföra en omfattande analys av effektiviteten av användningen av ett visst värmeförsörjningssystem, med hänsyn till många faktorer.

Således tillåter analysen av komponenterna i förluster i autonom värmeförsörjning:

1) för det befintliga bostadsbeståndet, öka för värmeförsörjningen till 0,67 mot 0,3 för fjärrvärme;

2) för nybyggnation, endast genom att öka det termiska motståndet hos omslutande strukturer, öka energieffektiviteten för värmeförsörjningen till 0,77 mot 0,45 för centraliserad värmeförsörjning;

3) vid användning av hela utbudet av energibesparande tekniker, öka koefficienten till 0,85 mot 0,66 med fjärrvärme.

3.2 Energieffektiva lösningar för dieselbränsle

Med autonom värmeförsörjning kan nya tekniska och tekniska lösningar användas för att helt eliminera eller avsevärt minska alla improduktiva förluster i kedjan av produktion, transport, distribution och förbrukning av värme, och inte bara genom att bygga ett minipannhus, utan genom att använda ny energibesparande och effektiv teknik, till exempel hur:

1) övergång till ett i grunden nytt system för kvantitativ reglering av värmeproduktion och leverans vid källan;

2) effektiv användning av frekvensstyrd elektrisk drivning på alla pumpenheter;

3) minska längden på cirkulerande värmenät och minska deras diameter;

4) vägran att bygga centralvärmepunkter;

5) övergång till ett fundamentalt nytt schema med individuella värmepunkter med kvantitativ och kvalitativ reglering beroende på den aktuella utomhustemperaturen med hjälp av flerhastighets blandningspumpar och trevägsregulatorventiler;

6) installation av ett "flytande" hydrauliskt läge för värmenätverket och en fullständig avvisning av hydraulisk balansering av konsumenter anslutna till nätverket;

7) installation av reglerande termostater på lägenhetsvärmeapparater;

8) lägenhet-för-lägenhet ledningar av värmesystem med installation av individuella värmeförbrukningsmätare;

9) automatiskt underhåll av konstant tryck på varmvattenförsörjningsanordningar för konsumenter.

Genomförandet av dessa tekniker gör det först och främst möjligt att minimera alla förluster och skapar förutsättningar för sammanträffandet av lägena för mängden genererad och förbrukad värme i tid.

3.3 Fördelar med decentraliserad uppvärmning

Om vi ​​spårar hela kedjan: källa-transport-distribution-konsument, kan vi notera följande:

1 Värmekälla - avsevärt minskad värmeavledning tomt, kostnaden för konstruktionsdelen reduceras (inga fundament krävs för utrustningen). Källans installerade effekt kan väljas nästan lika med den förbrukade, medan det är möjligt att ignorera belastningen av varmvattenförsörjning, eftersom den under de maximala timmarna kompenseras av lagringskapaciteten i konsumentens byggnad. Idag är det ett reservat. Förenklar och minskar kostnaden för kontrollsystemet. Värmeförluster är uteslutna på grund av bristande överensstämmelse mellan produktionssätt och konsumtion, vars överensstämmelse fastställs automatiskt. I praktiken återstår endast de förluster som är förknippade med pannans effektivitet. Således är det vid källan möjligt att minska förlusterna med mer än 3 gånger.

2 Värmenätverk - längden minskar, diametrarna minskas, nätverket blir mer underhållbart. En konstant temperaturregim ökar korrosionsbeständigheten hos rörmaterialet. Mängden cirkulerande vatten minskar, dess förluster med läckor. Det finns inget behov av att bygga ett komplext vattenbehandlingssystem. Det finns inget behov av att upprätthålla ett garanterat differentialtryck innan man går in i konsumenten, och i detta avseende är det inte nödvändigt att vidta åtgärder för den hydrauliska balanseringen av värmenätet, eftersom dessa parametrar ställs in automatiskt. Experter föreställer sig vilket svårt problem det är - att årligen utföra hydrauliska beräkningar och arbeta med hydraulisk balansering av ett omfattande värmenätverk. Således minskar förlusterna i värmenät med nästan en storleksordning, och i fallet med ett takpannahus för en konsument existerar inte dessa förluster alls.

3 Distributionssystem för TsTP och ITP. Nödvändig

> Dokumentation Moderna värmeförsörjningssystem (SHS) är ganska komplexa tekniska system med betydande antal element av olika funktionella syften. karakteristisk. Tidningen valde ut huvudindikatorerna för värmeförsörjning och gasförsörjningssystem, vilket gjorde det möjligt att underbygga de optimala värmeförsörjningssystemen för mikrodistriktet. Analysen av de viktigaste faktorerna som påverkar driften av värmeförsörjningssystemet ges. Rekommendationer ges för att välja det optimala värmeförsörjningssystemet. Ryssland ärvt från Sovjetunionen hög nivå centralisering av värmeförsörjningen. Samtidigt säkerställdes kombinerad produktion av värme och el. Förbränningsprodukterna rengjordes och spreds effektivt. Men samtidigt har de befintliga centraliserade värmeförsörjningssystemen betydande nackdelar. Dessa är överhettning av byggnader under övergångsperioden, stora värmeförluster från rör, frånkoppling av konsumenter under perioden med förebyggande underhåll. Tillståndet för värmeförsörjningssystem i Ryssland är kritiskt. Antalet olyckor i värmenät har ökat fem gånger sedan 1991 (2 olyckor per 1 km värmenät). Av de 136 000 km värmenät är 29 000 km i förfall. Värmeförlusterna under transport av kylvätskan når 65 %. Det vill säga vart femte ton referensbränsle används för att värma atmosfären och marken. Minskad finansiering och dålig översättningskvalitet förvärrar situationen. Det finns en motsägelse, som ligger i att producenterna tar med överskottsvärmeförluster i tarifferna och kräver betalning för den producerade värmen och inte för den förbrukade värmen. Dessutom måste konsumenterna betala enligt området för de uppvärmda lokalerna, det vill säga oavsett kylvätskans kvantitet och kvalitet. För närvarande är intresset för decentraliserad värmeförsörjning extremt stort. Detta beror på utseendet på marknaden av ett brett utbud av små automatiserade pannor av utländsk och inhemsk produktion, som arbetar i automatiskt läge och eftersom gas används som bränsle i sådana system. Under sådana förhållanden blir de konkurrenskraftiga med centraliserade källor, som är kraftvärme och stora pannhus. I Ryssland är flera dussin flervåningshus i drift med lägenhetsuppvärmning upp till fem våningar. Antalet våningar begränsas av gällande byggregler. Som ett experiment tillät Gosstroy och GUPO vid Ryska federationens inrikesministerium byggandet av 9-14-våningsbyggnader med lägenhetsuppvärmning i Smolensk, Moskva, Tyumen, Saratov-regionerna. Vid drift av väggmonterade pannor med stängd eldstad måste lufttillförsel säkerställas inte bara för förbränning, utan också för 3-faldigt luftväxling i köksrummet, där de vanligtvis är installerade. Avlägsnande av rök under lägenhetsuppvärmning är förknippad med konstruktionen av externa och interna gaskanaler gjorda av korrosionsbeständig metall med värmeisolering, vilket utesluter kondens under periodisk drift av värmegeneratorer under övergångsperioden för uppvärmningssäsongen. I höghus är det problem med drag på de nedre våningarna (högsta drag) och övre (svagt drag) våningar. Vid användning av decentraliserad uppvärmning värms inte källare och trappor upp, vilket leder till frysning av grunden och en minskning av byggnadens livslängd som helhet. Invånare i lägenheter som ligger i den centrala delen kan värma sig på bekostnad av ägarna till de omgivande lägenheterna. En viss typ av "energiparasiter" skapas. Miljöparametrarna för väggmonterade pannor är normala och NOx-emissionsindexet ligger i intervallet 30 till 40 mg/(kWh). Samtidigt har väggmonterade pannor spridit utsläpp av förbränningsprodukter i ett bostadsområde på relativt låg skorstenshöjd, vilket har en betydande inverkan på ekologiska situationen , förorenar luften i ett bostadsområde. I samband med ovanstående nackdelar och fördelar med centraliserade och autonoma värmeförsörjningssystem uppstår frågan omedelbart: var och i vilka fall är det mest lämpligt att ha autonom värmeförsörjning, och i vilken centraliserad? Efter att ha samlat in all nödvändig information gjordes en jämförelse av fyra alternativ för värmeförsörjningssystem med exemplet Kurkino-mikrodistriktet i Moskva. Samtidigt installeras elspisar i alla lägenheter. Alternativ I - centraliserad värmeförsörjning från pannhus. Alternativ II - centraliserad värmeförsörjning från AIT (autonoma värmekällor). Alternativ III - decentraliserad värmeförsörjning från takpannor. Alternativ IV - lägenhetsvärmeförsörjning. I den första versionen utvecklades ett fjärrvärmesystem, där värmekällan är ett pannrum, från vilket en tvårörsutläggning av värmenät till centralvärmestationen tillhandahålls, och efter centralvärmestationen en fyra- rörinstallation för värme och varmvattenförsörjning. I detta fall utförs gastillförseln till pannrummet. I det fjärde alternativet installeras en lokal värmekälla i lägenheten, som ger tillförsel av kylvätska till värme- och varmvattenförsörjningssystemen. I detta schema föreslås ett 2-stegs gasförsörjningssystem. Det första steget är en medeltrycksgasledning, som läggs inuti kvartalet (en skåpkontrollpunkt är installerad i varje hus). 2: a steg - interna lågtrycksgasledningar (gas levereras endast till en lokal värmekälla). Det andra och tredje alternativet ligger mellan det första och det fjärde. I det andra fallet används AIT (Autonomous Source of Heat) som en värmekälla, från vilken en tvårörsläggning tillhandahålls från AIT till ITP (Individual Thermal Point), och från ITP - fyrarör för värme och varmvatten tillförsel. I det här fallet är det planerat att leverera gas till AIT (autonoma värmekällor) genom gasledningar för medeltryck. I det tredje fallet används takpannhus med relativt låg effekt (från 300 till 1000 kW) som värmekälla, som är placerade direkt på byggnadens tak och tillgodoser behovet av värme för uppvärmning, ventilation och varmvatten tillförsel. Gasledningen till pannhuset tillförs längs byggnadens yttervägg öppet på platser som är bekväma för underhåll och utesluter risken för skador. Varianter av värmeförsörjningssystem visas i fig. 1. Tekniska lösningar för värmeförsörjning baserade på flera alternativ bör göras utifrån tekniska och ekonomiska beräkningar, vars bästa alternativ finns genom att jämföra möjliga lösningar. Det dyraste alternativet för värmeförsörjning är det första - fjärrvärme från ett pannhus. Med ett sådant system faller de flesta av kostnaderna på värmenät, med hänsyn tagen till CHP, som är 63,8% av den totala kostnaden för systemet som helhet. Av dessa faller endast 84,5 % på läggning av värmenät. Kostnaden för själva värmekällan är 34,7%, andelen gasnät, med hänsyn tagen till hydraulisk sprickning och hydraulisk sprickning, står för 1,6% av det totala beloppet för systemet. Det fjärde alternativet (med lägenhetsvärmeförsörjning) är bara 4,2% billigare än det första (Fig. 2). Så de kan tas som utbytbara. Om i det första alternativet de flesta av kostnaderna är värmenätverk, då med lägenhetsvärmeförsörjning - en värmekälla, det vill säga väggmonterade pannor - 62,14% av den totala kostnaden för systemet som helhet. Dessutom ökar lägenhetsuppvärmningen kostnaden för att lägga gasnät. Det är värt att uppmärksamma två andra alternativ. Dessa är takpannrum och AIT. Ur ekonomisk synvinkel är det andra alternativet det mest lönsamma, det vill säga fjärrvärme från AIT (autonoma värmekällor). I detta alternativ faller de flesta av kostnaderna på värmenät, inklusive ITP, vilket är 67,3% av den totala kostnaden för systemet som helhet. Av dessa står själva värmenäten för 20,3 %, resterande 79,7 % - för ITP. Kostnaden för värmekällan är 26%, andelen gasnät, med hänsyn tagen till hydraulisk sprickning och hydraulisk sprickning, står för 6,7% av det totala beloppet för systemet. Kostnaden för att lägga rör i värmeförsörjningssystemet beror på värmenätens längd. Därför kommer att föra den gaseldade värmekällan närmare konsumenten genom att installera fästa, inbyggda tak- och individuella värmegeneratorer avsevärt minska systemkostnaderna. Dessutom visar statistik att de flesta av felen i fjärrvärmesystemet sker i värmenäten, vilket innebär att en minskning av värmenätens längd kommer att medföra en ökad tillförlitlighet i värmeförsörjningssystemet som helhet. Eftersom värmeförsörjningen i Ryssland har en stor social betydelse, förbättra dess tillförlitlighet, kvalitet och ekonomi är den viktigaste uppgiften. Eventuella misslyckanden i att förse befolkningen och andra konsumenter med värmeenergi har en negativ inverkan på landets ekonomi och ökar den sociala spänningen. I den nuvarande spända situationen är det nödvändigt att införa resursbesparande tekniker. Dessutom, för att öka tillförlitligheten hos de värmeledningar som läggs, är det nödvändigt att använda förisolerade kanalfria rör med polyuretanskumisolering i en polyetenmantel ("rör i rör"). Kärnan i reformen av bostäder och kommunala tjänster bör inte vara en höjning av tarifferna, utan regleringen av konsumentens och värmeproducentens rättigheter och skyldigheter. Det är nödvändigt att komma överens om reglerande och juridiska frågor och utveckla en bas för teknisk reglering. Alla förutsättningar för ekonomisk attraktivitet för investeringar bör skapas. Ris. 1. Schematiska diagram av värmeförsörjningssystem. 2. Schema för reducerade kostnader Litteratur 1. Ekonomi för värme- och gasförsörjning och ventilation: Proc. för universitet / L. D. Boguslavsky, A. A. Simonova, M. F. Mitin. - 3:e uppl., reviderad. och ytterligare - M.: Stroyizdat, 1988. - 351 sid. 2. Ionin A. A. et al. Värmeförsörjning. - M .: Stroyizdat, 1982. - sid. 336. Material från den internationella vetenskapliga och tekniska konferensen " Teoretisk grund Värme- och gasförsörjning och ventilation”, 23 – 25 november 2005, MGSU Artikeln behandlar frågorna om att optimera parametrarna för värmeförsörjningssystemets funktion med hjälp av exergimetoder. Dessa metoder inkluderar termoekonomins metod, som kombinerar både termodynamiska och ekonomiska komponenter i systemanalys. De modeller som erhålls som ett resultat av att tillämpa denna metod gör det möjligt att erhålla de optimala parametrarna för värmeförsörjningssystemets funktion, beroende på yttre påverkan. Moderna värmeförsörjningssystem (SHS) är ganska komplexa tekniska system med ett betydande antal element som är olika i sitt funktionella syfte. Karakteristiskt för dem är gemensamheten i den tekniska processen för att erhålla ånga eller varmvatten i pannhuset på grund av den energi som frigörs vid förbränning av fossila bränslen. Detta gör det möjligt att i olika ekonomiska och matematiska modeller endast ta hänsyn till det slutliga resultatet av driften av STS - leverans av värme Qpot till konsumenten i termiska eller kostnadsmässiga termer, och som de viktigaste faktorerna som bestämmer värdet av Qpot, att överväga kostnaderna för produktion och transport av värme: kostnaderna för bränsle, el och andra material, löner, avskrivningar och reparationer av utrustning etc. Översikt över metoder termodynamisk analys låter oss dra slutsatsen att det är ändamålsenligt att optimera parametrarna för CTS-funktion med hjälp av exergimetoder. Dessa metoder inkluderar termoekonomins metod, som framgångsrikt kombinerar både termodynamiska och ekonomiska komponenter i CTS-analysen. Huvudidén med termoekonomimetoden är användningen av en viss generaliserad termodynamisk egenskap för att bedöma förändringarna som sker i energisystemet, vilket säkerställer den slutliga fördelaktiga effekten. Med hänsyn till att i STS kan energi överföras både i form av värme och i form av mekaniskt arbete, valdes exergi som en generaliserad termodynamisk egenskap. Värmeexergin ska förstås som det arbete som kan erhållas i en reversibel direktcykel när en viss mängd värme Qh passerar från en värmekälla med en temperatur Th till en miljö med en temperatur Toc: där hT är den termiska verkningsgraden för en direkt reversibel cykel. Vid användning av den termoekonomiska metoden analyseras förändringarna som sker med huvudexergiflödet, vilket ger en användbar sluteffekt (vid CTS-analys, exergin av luften i rummet). Samtidigt, exergiförluster som uppstår under överföring och omvandling av energi i enskilda delar av CTS, såväl som ekonomiska kostnader förknippade med driften av motsvarande delar av CTS, vars närvaro bestäms av det valda schemat , beaktas och beaktas. En analys av förändringarna som endast genomgåtts av huvudexergiflödet, vilket ger en användbar sluteffekt, gör det möjligt att representera den termoekonomiska modellen av CTS i form av en serie separata zoner kopplade i serie. Varje zon är en grupp av element som har relativt oberoende inom systemet. En sådan linjär representation tekniskt system CTS förenklar avsevärt alla ytterligare beräkningar genom att utesluta individuella tekniska länkar från övervägande. Således gör metoden för termoekonomi, inklusive den termoekonomiska modellen för CTS, det möjligt att optimera parametrarna för CTS-funktionen. På basis av termoekonomimetoden utvecklas en termoekonomisk modell av STS, vars schematiska diagram visas i fig. 1, där vattenvärmesystemet med konstgjord vattencirkulation är anslutet till värmenätet enligt ett oberoende schema. Ris. Fig. 1. Schematiskt diagram av STS. 1 visar elementen i STS som beaktas vid utveckling av modellen: 11 - en pump (kompressor) med en elektrisk motor för att tillföra bränsle till pannenheten; 12 - värmeväxlare (panna); 13 - nätverkspump med en elektrisk motor för att säkerställa vattencirkulation i värmenätet; 14 - tillförsel värmerör; 15 - returvärmerör; 211 - vatten-till-vatten värmeväxlare för en lokal uppvärmningspunkt; 221 - cirkulationspump för det lokala värmesystemet med en elektrisk motor; 212 - råvattenberedare; 222 - källvattenpump med elmotor; 232 - sminkpump med en elektrisk motor; 31 - värmeapparater. När man konstruerar en termoekonomisk modell av CTS används funktionen energikostnader som en objektiv funktion. Energikostnader, direkt relaterade till systemets termodynamiska egenskaper, bestämmer, med hänsyn till exergi, kostnaden för alla flöden av materia och energi som kommer in i det aktuella systemet. Dessutom, för att förenkla de resulterande uttrycken, gjordes följande antaganden: · Förändringar i tryckförluster i värmeledningar under transport av kylvätskan beaktas inte. Tryckförluster i rör och värmeväxlare anses vara konstanta och oberoende av driftsättet; Exergiförluster som uppstår i extra värmeledningar (rör i pannrummet) och värmeledningar i värmesystemet (inre rör) som ett resultat av värmeväxling mellan kylvätskan och miljön anses konstant, oberoende av STS-driftläget; · exergiförluster orsakade av vattenläckor från nätverket anses vara konstanta, oberoende av STS-driftläget; · värmeväxlingen av arbetsvätskan med miljön, som sker i pannan, tankar för olika ändamål (kalcinerare, lagringstankar) och värmeväxlare genom deras yttre yta tvättad med luft, tas inte med i beräkningen; uppvärmning av kylvätskan genom att överföra ytterligare värme från rökgaserna till den, liksom uppvärmning av luften som kommer in i ugnen med värmen från avgaserna, är inte optimerade i detta fall. Man tror att huvuddelen av rökgasvärmen används för att värma matnings- eller nätverksvattnet i economizern. Den återstående delen av rökgasernas värme släpps ut i atmosfären, medan rökgasernas temperatur Tg i pannenhetens stationära drift antas vara 140 °C; · uppvärmning av pumpat vatten i pumpar beaktas inte. Med hänsyn till de angivna initiala bestämmelserna och de antaganden som gjorts, den termoekonomiska modellen för STS, vars schematiska diagram visas i fig. 1 kan representeras som tre zoner kopplade i serie, som visas i fig. 2 och begränsas av kontrollytan. Zon 1 kombinerar en pump (kompressor) med en elmotor för tillförsel av bränsle till pannenheten 11, en värmeväxlare (panna) 12, en nätverkspump med en elmotor för tillförsel av kylvätska till konsumenter 13, matning 14 och retur 15 värmerör . Zon 2(1) inkluderar vatten-till-vatten värmeväxlaren för den lokala värmepunkten 211 och cirkulationspumpen med en elektrisk motor 221, och zon 2(2) inkluderar råvattenvärmaren 212, råvattenpumpen med en elektrisk motorn 222 och påfyllningspumpen med en elektrisk motor 232. Zonerna 2(1) och 2(2) är parallellkoppling individuella element i den termoekonomiska modellen av en multi-purpose STS, som ger värmetillförsel till objekt med olika temperaturer. Zon 3 inkluderar värmare 31. Från en extern källa genom kontrollytan tillförs exergi till olika zoner av den termoekonomiska modellen av STS: e11 - för att driva bränslepumpens (kompressor) elektriska motor; e13 - för att driva elmotorn för nätverkspumpen; e22 (1) - för att driva cirkulationspumpens elektriska motor; e22(2) - för att driva råvattenpumpens elmotor; e23 (2) - för att driva påfyllningspumpens elmotor. Priset på exergi som levereras från en extern källa, d.v.s. elektrisk energi, är känt och lika med Tsel. Jämlikheten mellan elektrisk energi och exergi förklaras av det faktum att elektrisk energi helt kan omvandlas till vilken annan form av energi som helst. Bränsle levereras från en extern källa, vars förbrukning är lika med vt, och priset är Pt. Eftersom termiska processer upptar huvudplatsen i processen för CTS-funktion, är de variabler som ska optimeras de som gör det möjligt att utveckla en termoekonomisk modell av CTS och ger en relativt enkel bestämning av temperaturförhållandena för de processer som sker i CTS. När man löser problemet med statisk optimering av CTS, med hänsyn till de antaganden som gjorts och de accepterade beteckningarna, bestäms värdet av energikostnaderna, inklusive kostnaderna för elektrisk energi och bränsle, av beroendet: där t är drifttiden för CTS. Förbrukningen av elektrisk energi för att driva pumpmotorerna och bränsleförbrukningen beror på driftsättet för STS, och följaktligen på temperaturskillnaderna i värmeväxlarna, temperaturen på rökgaserna och intervallet för förändringar i temperaturen hos kylvätskan. Därför är den högra sidan av uttrycket (2) en funktion av de valda optimerade variablerna. Följaktligen är värdet av energikostnaderna en funktion av flera variabler, vars extremvärde bestäms under förutsättning att de partiella derivatorna av funktionen av energikostnader med avseende på de variabler som optimeras är lika med noll. Detta tillvägagångssätt är giltigt om alla variabler som optimeras anses vara oberoende och problemet reduceras till att bestämma det ovillkorliga extremumet. Faktum är att dessa variabler är relaterade. Att få fram analytiska uttryck som beskriver sambandet mellan alla optimerande variabler verkar vara en ganska svår uppgift. Samtidigt gör användningen av den termoekonomiska metoden i forskningens gång det möjligt att förenkla denna uppgift. Såsom visas i fig. 2 presenteras CTS termoekonomiska modell som en serie seriekopplade zoner, vilket gör det möjligt att uttrycka den exergin som tillförs var och en av zonerna i form av funktionella beroenden av exergiflödet som lämnar den aktuella zonen och de optimerade variablerna påverkar denna zon. Med hänsyn till ovanstående kan mängden exergi som tillförs olika delar av STS från en extern källa ej (se fig. 2), och den volymetriska bränsleförbrukningen vt, generellt representeras enligt följande: Ekvationerna som ingår i systemet ( 4) hänvisar till olika zoner av den termoekonomiska modellen, vars koppling mellan vilka utförs av huvudflödet av exergi. Exergiflödet som förbinder enskilda zoner presenteras som ett funktionellt beroende av exergiflödet som lämnar zonen och de optimerade variablerna som påverkar den aktuella zonen: I uttryck (4) och (5) betyder ej mängden exergi, och Ej är en funktion som beskriver dess förändring. Förekomsten av länkar mellan de variabler som optimeras tvingar oss att betrakta optimeringen av energikostnadernas storlek som ett problem med att optimera en funktion av flera variabler i närvaro av begränsningar såsom likheter (relationsekvationer), dvs. hitta ett villkorligt extremum. Problem relaterade till att hitta ett villkorligt extremum kan lösas med Lagrangemetoden med obestämda multiplikatorer. Tillämpningen av metoden med obestämda Lagrange-multiplikatorer minskar problemet med att hitta det villkorade extremumet för den ursprungliga funktionen av energikostnader (1) till problemet att hitta det ovillkorliga extremumet för en ny funktion - Lagrangian. Med hänsyn till ovanstående ekvationssystem (4) och (5), skrivs det lagrangska uttrycket för det övervägda problemet med att optimera parametrarna för STS:s funktion enligt följande: ) man kan verifiera att de är helt identiska. För att hitta extremumvillkoren måste de partiella derivatorna av Lagrange-funktionen (6) med avseende på alla variabler (både optimerade och ytterligare, som introduceras av begränsningsekvationerna) tas och sättas lika med noll. Partiella derivator med avseende på exergiflödena som länkar samman enskilda zoner i den termoekonomiska modellen ej gör det möjligt att beräkna värdena för Lagrange-multiplikatorerna lj. Således har den partiella derivatan med avseende på e2(1) följande form: Ekvationssystemet (8) upprättar ett samband mellan energiförlust och energikostnader i varje zon i den termoekonomiska modellen för vissa värden av ekonomiska indikatorer Tel, Ts, 12(1), 12(2), 13. Kvantiteterna l2(1), l2(2), l3 tum allmänt fall uttrycka förändringstakten i energikostnaderna när mängden exergi ändras, eller med andra ord priset på en exergienhet som lämnar varje zon i den termoekonomiska modellen. Lösningen av systemet (8), med hänsyn till ekvationerna (7), tillåter oss att bestämma nödvändiga förutsättningarna för att hitta minimum av Lagrangian (6). För att lösa ekvationssystemen (7) och (8) måste uttryck (4) och (5), skrivna i allmän form, presenteras i form av detaljerade analytiska relationer, som är komponenter i den matematiska beskrivningen av de processer som sker. i enskilda delar av CTS. Litteratur Brodyansky V. M., Fratsher V., Michalek K. Exergetisk metod och dess tillämpningar. Under. ed. V. M. Brodyansky - M.: Energoatomizdat, 1988. - 288 sid.

Rätt val, kompetent design och högkvalitativ installation av värmesystemet är en garanti för värme och komfort i huset under hela uppvärmningssäsongen. Uppvärmning måste vara av hög kvalitet, pålitlig, säker, ekonomisk. För att välja rätt värmesystem måste du bekanta dig med deras typer, funktioner för installation och drift av värmeanordningar. Det är också viktigt att överväga tillgängligheten och kostnaden för bränsle.

Typer av moderna värmesystem

Ett värmesystem är ett komplex av element som används för att värma ett rum: en värmekälla, rörledningar, värmeanordningar. Värme överförs med hjälp av ett kylmedel - ett flytande eller gasformigt medium: vatten, luft, ånga, bränsleförbränningsprodukter, frostskyddsmedel.

Uppvärmningssystem för byggnader måste väljas på ett sådant sätt att uppvärmning av högsta kvalitet uppnås samtidigt som en bekväm luftfuktighet för en person bibehålls. Beroende på typ av kylvätska särskiljs följande system:

• luft;
• vatten;
• ånga;
• elektrisk;
• kombinerat (blandat).

Uppvärmningsanordningar i värmesystemet är:

• konvektiv;
• strålande;
• kombinerad (konvektiv-strålande).

Tvårörsschema värmesystem med tvångscirkulation

Som värmekälla kan användas:

• kol;
• ved;
• elektricitet;
• briketter - torv eller trä;
• energi från solen eller andra alternativa källor.

Luften värms upp direkt från värmekällan utan användning av en mellanliggande flytande eller gasformig värmebärare. Systemen används för att värma privata hus med en liten yta (upp till 100 kvm). Installation av uppvärmning av denna typ är möjlig både under byggandet av en byggnad och under återuppbyggnaden av en befintlig. En panna, värmeelement eller gasbrännare fungerar som värmekälla. Det speciella med systemet är att det inte bara är uppvärmning utan också ventilation, eftersom den inre luften i rummet värms upp och den friska luften kommer utifrån. Luftströmmar kommer in genom ett speciellt intagsgaller, filtreras, värms upp i en värmeväxlare, varefter de passerar genom luftkanalerna och fördelas i rummet.

Justering av temperatur och ventilationsgrad görs med hjälp av termostater. Moderna termostater låter dig förinställa ett program för temperaturändringar beroende på tid på dygnet. Systemen fungerar även i luftkonditioneringsläge. I detta fall riktas luftflödena genom kylarna. Om det inte finns behov av uppvärmning eller kyla fungerar systemet som ett ventilationssystem.

Diagram över en luftvärmare i ett privat hus

Installation av luftvärme är relativt dyrt, men dess fördel är att det inte finns något behov av att värma upp den mellanliggande kylvätskan och radiatorerna, på grund av vilka bränslebesparingar är minst 15%.

Systemet fryser inte, reagerar snabbt på förändringar temperaturregim och värmer upp rummet. Tack vare filtren kommer luften in i lokalerna som redan är renade, vilket minskar antalet patogena bakterier och bidrar till att skapa optimala förhållanden för att upprätthålla hälsan hos människor som bor i huset.

Bristen på luftvärme är övertorkning av luften, bränner ut syre. Problemet löses enkelt genom att installera en speciell luftfuktare. Systemet kan uppgraderas för att spara pengar och skapa ett bekvämare mikroklimat. Så, rekuperatorn värmer den inkommande luften, på grund av utmatningen till utsidan. Detta minskar energiförbrukningen för dess uppvärmning.

Ytterligare rening och desinfektion av luft är möjlig. För att göra detta, förutom det mekaniska filtret som ingår i paketet, installeras elektrostatiska fina filter och ultravioletta lampor.

Luftvärme med extra apparater

Vatten värmning

Detta är ett slutet värmesystem, det använder vatten eller frostskyddsmedel som kylvätska. Vatten tillförs genom ledningar från värmekällan till värmeradiatorerna. I centraliserade system regleras temperaturen vid värmepunkten och i enskilda system - automatiskt (med termostater) eller manuellt (kran).

Typer av vattensystem

Beroende på typen av anslutning av värmeanordningar är systemen indelade i:

• enkelrör,
• tvårör,
• bifilar (tvåugn).

Enligt metoden för ledningar skiljer de åt:

• topp;
• botten;
• vertikal;
• horisontellt värmesystem.

I enrörssystem är anslutningen av värmeanordningar i serie. För att kompensera för den värmeförlust som uppstår under den successiva passagen av vatten från en radiator till en annan, används värmare med olika värmeöverföringsytor. Till exempel gjutjärnsbatterier med stor kvantitet avsnitt. I tvårör används ett parallellkopplingsschema, vilket gör att du kan installera samma radiatorer.

Hydraulläget kan vara konstant och variabelt. I bifilära system är värmeanordningar seriekopplade, som i enkelrörssystem, men värmeöverföringsförhållandena för radiatorer är desamma som i tvårörs. Konvektorer, stål- eller gjutjärnsradiatorer används som uppvärmningsanordningar.

System med tvårörsvattenuppvärmning av ett hus på landet

Fördelar och nackdelar

Vattenuppvärmning är utbredd på grund av tillgången på kylvätska. En annan fördel är möjligheten att utrusta värmesystemet med egna händer, vilket är viktigt för våra landsmän som är vana vid att bara lita på sin egen styrka. Men om budgeten tillåter att inte spara, är det bättre att anförtro design och installation av uppvärmning till specialister.

Detta kommer att rädda dig från många problem i framtiden - läckor, genombrott, etc. Nackdelar - frysning av systemet när det stängs av, länge sedan rumsuppvärmning. Särskilda krav gäller för kylvätskan. Vattnet i systemen måste vara fritt från föroreningar, med en minimal salthalt.

För att värma kylvätskan kan en panna av vilken typ som helst användas: på fast, flytande bränsle, gas eller elektricitet. Används oftast gaspannor, vilket innebär anslutning till motorvägen. Om detta inte är möjligt, ställ vanligtvis in fastbränslepannor. De är mer ekonomiska än elektriska eller flytande bränsledesigner.

Notera! Experter rekommenderar att man väljer en panna baserat på en effekt på 1 kW per 10 kvm. Dessa siffror är vägledande. Om takhöjden är mer än 3 m, huset har stora fönster, det finns ytterligare konsumenter eller om lokalerna inte är välisolerade, måste alla dessa nyanser beaktas i beräkningarna.

Stängt hus värmesystem

I enlighet med SNiP 2.04.05-91 "Uppvärmning, ventilation och luftkonditionering" är användningen av ångsystem förbjuden i bostäder och offentliga byggnader. Anledningen är osäkerheten i denna typ av uppvärmning. Värmare värms upp till nästan 100°C, vilket kan orsaka brännskador.

Installationen är komplex, kräver färdigheter och specialkunskaper, under drift finns det svårigheter med reglering av värmeöverföring, buller är möjligt när systemet fylls med ånga. Idag används ångvärme i begränsad omfattning: i industri- och lokaler, i övergångsställen och i värmepunkter. Dess fördelar är relativ billighet, låg tröghet, kompakthet hos värmeelement, hög värmeöverföring, ingen värmeförlust. Allt detta ledde till populariteten för ånguppvärmning fram till mitten av 1900-talet, senare ersattes den med vattenuppvärmning. Men i företag där ånga används för industriella behov, används den fortfarande i stor utsträckning för uppvärmning av rum.

Panna för ånguppvärmning

Eluppvärmning

Detta är den mest pålitliga och enklaste typen av uppvärmning i drift. Om husets yta inte är mer än 100 m, el - bra alternativ Att värma upp ett större område är dock inte ekonomiskt lönsamt.

Elvärme kan användas som tillägg vid avstängning eller reparation av huvudsystemet. Även detta bra beslut för hus på landet där ägarna bara bor ibland. Elektriska värmefläktar, infraröda och oljevärmare används som extra värmekällor.

Konvektorer, elektriska eldstäder, elpannor, golvvärmekablar används som värmeanordningar. Varje typ har sina egna begränsningar. Så konvektorer värmer rummen ojämnt. Elektriska eldstäder är mer lämpliga som ett dekorativt element, och driften av elpannor kräver betydande energikostnader. Golvvärmen monteras med hänsyn till möbelplanen, eftersom när den flyttas kan strömkabeln skadas.

System för traditionell och elektrisk uppvärmning av byggnader

Innovativa värmesystem

Separat bör nämnas innovativa värmesystem, som blir allt mer populära. Den vanligaste:

• infraröda golv;
• värmepumpar;
• solfångare.

infraröda golv

Dessa värmesystem har bara nyligen dykt upp på marknaden, men har redan blivit ganska populära på grund av deras effektivitet och större ekonomi än konventionell elvärme. Varma golv drivs av elnätet, de är installerade i en avjämningsmassa eller kakellim. Värmeelement (kol, grafit) avger infraröda vågor som passerar genom golvbeläggningen, värmer upp kroppar av människor och föremål, vilket i sin tur värmer upp luften.

Självjusterande kolmattor och folier kan monteras under möbelben utan rädsla för skador. "Smarta" golv reglerar temperaturen på grund av värmeelementens speciella egenskap: vid överhettning ökar avståndet mellan partiklarna, motståndet ökar - och temperaturen minskar. Energikostnaderna är relativt låga. När de infraröda golven är påslagna är strömförbrukningen cirka 116 watt per linjär meter, efter uppvärmning minskar den till 87 watt. Temperaturreglering tillhandahålls av termostater, vilket minskar energikostnaderna med 15-30%.

Infraröda kolmattor är bekväma, pålitliga, ekonomiska, lätta att installera

Värmepumpar

Dessa är anordningar för att överföra värmeenergi från en källa till en kylvätska. I och för sig är idén om ett värmepumpsystem inte ny; den föreslogs av Lord Kelvin redan 1852.

Så fungerar det: En bergvärmepump tar värme från omgivningen och överför den till värmesystemet. Systemen kan även fungera för att kyla byggnader.

Så fungerar en värmepump

Det finns pumpar med öppen och stängd cykel. I det första fallet tar installationerna vatten från den underjordiska strömmen, överför det till värmesystemet, tar värmeenergi och återför det till intagsplatsen. I den andra pumpas en kylvätska genom speciella rör i behållaren, som överför / tar värme från vattnet. Pumpen kan använda den termiska energin från vatten, jord, luft.

Fördelen med systemen är att de kan installeras i hus som inte är anslutna till gasförsörjningen. Värmepumpar är komplexa och dyra att installera, men de sparar energikostnader under drift.

Värmepumpen är konstruerad för att använda miljöns värme i värmesystem

Solfångare

Solcellsinstallationer är system för att samla upp solvärmeenergi och överföra den till ett kylmedel

Vatten, olja eller frostskyddsmedel kan användas som värmebärare. Konstruktionen ger ytterligare elvärmare som slås på om solcellsinstallationens effektivitet minskar. Det finns två huvudtyper av samlare - platta och vakuum. En absorbator med en transparent beläggning och värmeisolering är installerad i de platta. I vakuum är denna beläggning flerskiktig, i hermetiskt förseglade samlare skapas ett vakuum. Detta gör att du kan värma kylvätskan upp till 250-300 grader, medan platta installationer bara kan värma upp till 200 grader. Fördelarna med installationerna inkluderar enkel installation, låg vikt och potentiellt hög effektivitet.

Det finns dock ett "men": solfångarens effektivitet beror för mycket på temperaturskillnaden.

Solfångare i tappvarmvatten och värmesystem Jämförelse av värmesystem visar att det inte finns någon idealisk uppvärmningsmetod

Våra landsmän föredrar fortfarande oftast vattenuppvärmning. Vanligtvis uppstår tvivel bara om vilken specifik värmekälla man ska välja, hur man bäst ansluter pannan till värmesystemet etc. Och ändå finns det inga färdiga recept som passar absolut alla. Det är nödvändigt att noggrant väga för- och nackdelar, ta hänsyn till funktionerna i byggnaden för vilken systemet är valt. Om du är osäker bör en specialist konsulteras.

Video: typer av värmesystem

Moderna värmesystem är baserade på olika uppvärmningsmetoder, vilket gör att du kan välja det lämpligaste alternativet för ditt hus på landet. Teknologier som utvecklats under åren kommer inte bara att ge effektiv rumsuppvärmning, utan även oberoende temperaturkontroll i varje rum, bränsleekonomi, automatisk och fjärrkontroll.

Används idag i lanthus uppvärmning och värmeförsörjning kan villkorligt delas in i två grupper - klassisk och innovativ. Varje grupp är tillräckligt bred, så modern hemuppvärmning låter dig välja det mest effektiva alternativet för dig.

Klassiska värmesystem

Pannuppvärmning med flytande värmebärare tillhör den klassiska. Genom att ta värme från pannan värmer kylvätskan radiatorerna, som i sin tur släpper ut värme i rummet genom luftkonvektion. Pannan kan använda gas, el, diesel eller ved som bränsle.

Vissa typer av klassisk uppvärmning blir mer avancerade alternativ, förvandlas till moderna system uppvärmning. Till exempel kan elektrisk uppvärmning vara direkt - energin omvandlas omedelbart till värme utan användning av en panna, kylvätska, ett komplext system av rör och radiatorer. Direkt elektrisk infraröd uppvärmning saknar nackdelen med standardkonvektion. Infraröda strålar värmer fysiska kroppar, inte luft. Den uppvärmda luften samlas inte under taket, rummet värms upp snabbare och jämnare. Ett direkt elvärmesystem kräver minsta installations- och underhållskostnader.

Luftvärme använder inte heller en mellanvärmebärare. Luften som värms upp av pannan genom luftkanalerna kommer omedelbart in i det uppvärmda rummet. Samtidigt med uppvärmning möjliggör denna metod luftkonditionering och ventilation av rum.

Moderna värmesystem vänder sig ibland till det förflutna, inte utan framgång. Till exempel kunde ingenjörer förbättra föråldrad uppvärmning av fast bränsle. I en pyrolyspanna med fast bränsle sker förbränningen av ved enligt ett komplext schema med bildning av brännbar pyrolysgas. Gas efterbränns i en separat ugn, som ett resultat ökar pannans totala effektivitet.

Den viktigaste indikatorn på effektiviteten hos modern autonom uppvärmning är möjligheten till flexibel automatisk, program och fjärrkontroll. Den mest enkla och effektiva automationen lämpar sig för gas, el och luftvärme. Tack vare flexibel styrning kan moderna värmesystem enkelt integreras i ett "smart hem", vilket ökar den övergripande boendekomforten.

Innovativa värmesystem

Moderna värmesystem är oskiljaktiga från sökandet efter nya lösningar. Kategorin innovativa inkluderar alla icke-flyktiga uppvärmningstekniker som använder förnybara energikällor - solstrålning, vind- och vågkraft, värmepump m.m. Det är fortfarande för dyrt, tekniskt svårt och inte alltid effektivt att göra moderna värmesystem för ett sommarhus eller en stuga icke-flyktiga idag. Men varje år förbättras tekniken, vilket närmar möjligheten att organisera helt oberoende uppvärmning. För närvarande används icke-flyktiga tekniker för att organisera extra, backup och nöduppvärmning.

Vilket värmesystem du än väljer för ett hus på landet måste du först minimera byggnadens värmeförlust. För att göra detta, när man designar och bygger ett hus, används speciella arkitektoniska lösningar, energibesparande material och tekniker. Värmeackumulatorer används aktivt, vilket gör det möjligt att lagra värme på natten till reducerade elpriser.

Modern uppvärmning av ett hus på landet kännetecknas inte bara av effektivitet, ekonomi utan också av hög prestanda. Ett professionellt designat och installerat värmesystem har en lång livslängd, gör att du snabbt kan underhålla, reparera och uppgradera utrustning.

Ryska federationens utbildningsministerium

Federal State Budgetary Education Institute of Higher Professional Education "Magnitogorsk State Technical University

dem. G.I. Nosov"

(FGBOU VPO "MGTU")

Institutionen för värmekraft och energisystem

abstrakt

i disciplinen "Introduktion till riktningen"

på ämnet: "Centraliserad och decentraliserad värmeförsörjning"

Slutförd av: student Sultanov Ruslan Salikhovich

Grupp: ZEATB-13 "Värmekraftsteknik och värmeteknik"

Kod: 140100

Kontrollerad av: Agapitov Evgeny Borisovich, doktor i tekniska vetenskaper.

Magnitogorsk 2015

1. Inledning 3

2. Fjärrvärme 4

3.Decentraliserad värmeförsörjning 4

4. Typer av värmesystem och principer för deras funktion 4

5. Moderna system för uppvärmning och varmvattenförsörjning i Ryssland 10

6. Utsikter för utvecklingen av värmeförsörjningen i Ryssland 15

7. Slutsats 21

1. Introduktion

Att bo på tempererade breddgrader, där huvuddelen av året är kallt, är det nödvändigt att tillhandahålla värmeförsörjning till byggnader: bostadshus, kontor och andra lokaler. Värmeförsörjning ger ett bekvämt boende om det är en lägenhet eller ett hus, produktivt arbete om det är ett kontor eller ett lager.

Låt oss först ta reda på vad som menas med termen "Värmeförsörjning". Värmeförsörjning är försörjningen av värmesystem i en byggnad med varmvatten eller ånga. Den vanliga värmekällan är kraftvärme och pannhus. Det finns två typer av värmeförsörjning för byggnader: centraliserad och lokal. Med ett centraliserat utbud försörjs vissa områden (industri eller bostäder). För effektiv drift av ett centraliserat värmenätverk byggs det genom att dela upp det i nivåer, varje elements arbete är att utföra en uppgift. Med varje nivå minskar elementets uppgift. Lokal värmeförsörjning - tillförsel av värme till ett eller flera hus. Fjärrvärmenät har en rad fördelar: minskad bränsleförbrukning och kostnadsminskning, användning av lågvärdigt bränsle, förbättrad sanitet i bostadsområden. Fjärrvärmesystemet omfattar en källa för värmeenergi (CHP), ett värmenät och värmeförbrukande installationer. Kraftvärmeverk producerar värme och energi i kombination. Källor för lokal värmeförsörjning är spisar, pannor, varmvattenberedare.

Värmesystem kännetecknas av olika vattentemperaturer och tryck. Det beror på kundens krav och ekonomiska överväganden. Med en ökning av avståndet över vilket det är nödvändigt att "överföra" värme ökar de ekonomiska kostnaderna. I dagsläget mäts värmeöverföringssträckan i tiotals kilometer. Värmeförsörjningssystem är uppdelade efter volymen av värmelaster. Värmesystem är säsongsbetonade och varmvattensystem är permanenta.

1. Fjärrvärme

Fjärrvärme kännetecknas av närvaron av ett omfattande grenat abonnentvärmenätverk med strömförsörjning till många värmemottagare (fabriker, företag, byggnader, lägenheter, bostäder, etc.).

De viktigaste källorna för fjärrvärme är: - kraftvärmeverk (CHP), som också genererar el längs vägen; - pannrum (i uppvärmning och ånga).

1. Decentraliserad värmeförsörjning

Decentraliserad värmeförsörjning kännetecknas av ett värmeförsörjningssystem där värmekällan kombineras med en kylfläns, det vill säga det finns lite eller inget värmenät alls. Om separata individuella elektriska eller lokala värmesänkor används i lokalerna, kommer sådan värmetillförsel att vara individuell (ett exempel skulle vara uppvärmningen av hela byggnadens eget lilla pannrum). Kraften hos sådana värmekällor är som regel ganska liten och beror på deras ägares behov. Värmeeffekten för sådana individuella värmekällor är inte mer än 1 Gcal/h eller 1,163 MW.

Huvudtyperna av sådan decentraliserad uppvärmning är:

Elektrisk, nämligen: - direkt; - ackumulering; - värmepump; - ugn. Små pannhus.