автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Разработка системы снабжения тепловой энергией промышленных объектов с учетом аккумулирующей способности зданий

На правах рукописи

МАНУКОВСКАЯ Татьяна Григорьевна

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ СНАБЖЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИЕЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ С УЧЕТОМ АККУМУЛИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЗДАНИЙ

Специальность 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

3 2012

Воронеж-2012

005016389

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Стерлигов Вячеслав Анатольевич

Официальные оппоненты: Жучков Анатолий Витальевич,

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», профессор кафедры.

Кузьмин Сергей Николаевич, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет», доцент кафедры.

Ведущая организация: ОАО «КВАДРА-ГЕНЕРИРУЮЩАЯ

КОМПАНИЯ» филиал ОАО «Квадра» -«Восточная генерация», г.Липецк.

Защита состоится «24» мая 2012 г. в 1400 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.05 ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет».

Автореферат разослан «23» апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Бараков А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Актуальность темы. Важнейшей составляющей инфраструктуры и жизнеобеспечения промышленных и гражданских объектов является централизованное водяное теплоснабжение. В настоящее время на нужды теплоснабжения в стране расходуется более трети всего добываемого топлива. Вследствие смены экономической модели развития в 90-е годы и нарастающей изношенности оборудования, около 50% объектов коммунального теплоснабжения и инженерных сетей требует замены, при этом потери теплоты в отдельных сетях достигают 30%. В сложившихся условиях системы теплоснабжения и методы регулирования отпуска теплоты зачастую не обеспечивают потребителей необходимым количеством тепловой энергии, приводя к нарушениям гидравлического режима тепловой сети (ТС). В связи с этим актуальным становится поиск и разработка новых систем снабжения теплотой и методов регулирования ее отпуска на основе комплекса технических, организационных и технологических решений.

Работа выполнялась в рамках научного направления «Исследование кави-тационных течений жидкостей и характеристик кавитационных ограничителей расхода в системах транспорта и распределения энергоносителей металлургического производства и функциональных характеристик систем», номер государственной регистрации НИР: 1.1.07.

Целью работы является разработка системы теплоснабжения промышленных объектов, позволяющей отпускать тепловую энергию в течение отопительного сезона с учетом аккумулирующей способности зданий.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:

1. Анализ методов регулирования и отпуска тепловой энергии, в действующих системах водяного теплоснабжения при пониженных параметрах теплоносителя.

2. Исследование поступления теплоты в помещения от стальных трубных регистров в условиях снижения расчетных параметров теплоносителя.

3. Разработка и обоснование методики расчета аккумулирующей способности зданий и сооружений.

4. Разработка и обоснование системы снабжения теплотой промышленных объектов с учетом аккумулирующей способности зданий при постоянном расходе сетевой воды.

5. Разработка инженерной методики расчета регулирования отпуска теплоты.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в следующем:

- на основе анализа теплового баланса здания и режимов передачи теплоты промышленным объектам в периоды «натопа» и «недотопа» установлена возможность в течение отопительного сезона обеспечения зданиий требуемым количеством теплоты с учетом их аккумулирующей способности;

- проведены экспериментальные исследования теплопередачи в трубных отопительных регистрах производственных помещений, учитывающие влияние на теплоперенос ламинарного режима течения на участке термической стабилизации;

- предложена теоретическая зависимость для определения коэффициента аккумуляции зданий в зависимости от площади теплоотдающих поверхностей и параметров основного теплозащитного слоя.

Практическая значимость работы. Пповеяенные исследования отклонений текущих температур сетевой воды от расчетных параметров и их влияние на отпуск тепловой энергии потребителям в водяных системах теплоснабжения с центральным качественным регулированием позволили разработать систему теплоснабжения потребителей с учетом аккумулирующей способности зданий. На основе научно-технических решений диссертационной работы разработан «Способ снабжения тепловой энергией потребителей в централизованных системах» и защищен патентом РФ № 2334173.

Внедрение результатов работы

1. Результаты исследований внедрены в ОАО «Липецкий металлургический завод «Свободный Сокол».

2. Результаты по теме диссертационной работы используются в учебном процессе при изучении студентами специальности «Промышленная теплоэнергетика» дисциплины «Источники и системы теплоснабжения предприятий».

Автор защищает:

1. Результаты анализа подачи тепловой энергии в действующих водяных системах теплоснабжения при снижении расчетных параметров теплоносителя.

2. Методику определения аккумулирующей способности зданий.

3. Инженерную методику расчета регулирования отпуска теплоты для обеспечения промышленных объектов требуемым количеством тепловой энергии в течение всего отопительного сезона с учетом аккумулирующей способности зданий.

Апробация работы.

Основные результаты работы доложены на: -международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии», Часть 1. г.Липецк, 2006г.; международной научно-технической конференции «Энергетика. и энергоэффективные технологии», г.Липецк, октябрь, 2007.; третьей международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции», Москва, ноябрь, 2009г.; научно-технических семинарах кафедр «Промышленная теплоэнергетика», а также «Теплофизика и автоматизация металлургических печей» Липецкого государственного технического университета.

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано 12 научных и научно-технических работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата лично соискателю принадлежат: [1,7]- исследования конвективного теплообмена на начальном участке трубы при ламинарном режиме течения жидкости на экспериментальном стенде; [1, 2, 7] - анализ и выбор зависимости при расчете локальной теплоотдачи и значений коэффициентов теплопередачи отопительных регистров; [3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12] - схема системы снабжения теплотой и расчеты отпуска теплоты с учетом аккумулирующей способности здания на примере труболитейного цеха.

Объем и структура диссертационной работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка использованной литературы (135 наименований) и приложений, содержащих рабочие материалы в форме расчетов, документов, отражающих производственное внедрение. Работа изложена на 175 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 57 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, сформулированы ее цели и задачи.

В первой главе на основе изучения литературного материала проведен анализ существующих методик отпуска теплоты потребителям в централизованных водяных системах теплоснабжения. Показано, что в тепловых сетях имеют место, как неравномерное распределение теплоносителя, так и пониженные температуры, что приводит к избытку или к недостатку теплоты в зданиях. Теплоснабжающие предприятия прибегают в расчетных условиях к снижению температуры воды в сети со 150 до 130°С и ниже, или переходят на пониженный график, сохраняя центральное качественное регулирование. Недоподачу теплоты компенсируют повышенным расходом теплоносителя. Увеличенные расходы воды приводят к изменению гидравлического режима ТС, повышению удельных затрат, ухудшению теплоснабжения. В связи, с чем возникает необходимость в разработке новых методов подачи теплоты и изменению Теплоотдачи отопительных приборов в соответствии с изменением потребности зданий в теплоте.

Во второй главе приведены результаты исследований отпуска теплоты в действующих системах при центральном качественном регулировании.

Для таких систем на примере климата г.Липецка исследованы отклонения текущих температур сетевой воды от их проектных значений и показано влияние этих отклонений на продолжительность регулирования в течение отопительного периода. Результаты приведены в табл. 1.

Установлено, что и при «срезке», и при переходе на пониженные температуры время центрального качественного регулирования сокращается и только

для 51,4% от отпускаемого количества теплоты в течение отопительного периода осуществляется регулирование.

Исследования подачи теплоты проводились и при понижении температуры воды, когда для компенсации её недоподачи увеличивают расход. Перерасход воды в сетях достигает до 40-50% от проектного значения, что приводит к разрегулировке тепловой сети и увеличению мощности насосов от 1,5 до 12 раз.

Таблица 1

Продолжительность регулирования_

Параметры теплоносителя, "С Срезка температурного графика Переход па пониженные температуры

Период местного регулирования, сут. (%) Период центрального качественного регулирования, суг. (%) Период срезки температурного графика, сут. (%) Период местного регулирования, сут. (%) Период центрального качественного регулирования, сут. (%)

150-70 56 сут. (27,6%) 146 суг. (72,4%) 56 суг. (27,6%) 146 сут. (72,4%)

130-70 56 сут. (27,6%) 139 сут. (68%) 7 сут.(3,4%) 68 сут.(33,7%) 134 сут. (66,3%)

115-70 56 сут. (27,6%) 122 сут. (60,4%) 24 сут.(12%) 106 суг. (52,5%) 96 сут. (47,5%)

105-70 56 суг. (27,6%) 104 сут. (51,4%) 42 сут. (21%) 116 сут. (57,4%) 86 сут. (42,6%)

Результаты расчетов показали, что теплота, поступающая в помещения, как для схем с зависимым, так и с независимым присоединением систем отопления, отличается от проектного значения на 8...40%. При непосредственном присоединении систем отопления к сети её недоподача может составлять от 12,5 до 56%.

Таким образом, определено, что в водяном теплоснабжении отпуск теплоты центральным качественным регулированием не обеспечивает потребителей требуемым количеством теплоты. Для подачи теплоты, изменяющейся в течение отопительного сезона, необходима разработка и внедрение новых методов по отпуску теплоты потребителям.

В третьей главе приведены исследования поступлений теплоты в отапливаемое производственное помещение при понижении температурных параметров теплоносителя. Исследована теплоотдача гладкотрубных отопительных приборов в виде регистров, установленных в труболитейном цехе (ТЛЦ) Липецкого металлургического завода (ЛМЗ) «Свободный Сокол», выполненных из 3...8 рядов стальных гладких труб с £>у=50...200 мм горизонтального расположения. Теплоноситель, поступает в регистры по подводкам -0^=15, 20, 25 мм и из общего коллектора распределяется по параллельному пучку труб.

В процессе исследований установлено, что из-за конструктивных особенностей регистров и требований к предельным скоростям в подводках, в трубах регистров формируется ламинарный режим. Показано, что при этом не успевают сформироваться профили скорости и температуры, и теплообмен протекает на начальном участке трубы.

Теплопередачу в отопительных приборах определяют в основном внешние условия, однако работы Петухова А.Б.. Левека И., Григуля У., Ма-Тун-Дзе, Стерлигова В.А.. а также наши исследования показали, что длина начального

участка трубы при ламинарном режиме влияет на средний коэффициент теплоотдачи в трубе и в целом на коэффициент теплопередачи.

Для выбора расчетного уравнения среднего коэффициента теплоотдачи при ламинарном течении в лаборатории «Теплотехники и тепловых процессов» кафедры ПТЭ Липецкого государственного технического университета проведены исследования теплообмена в круглой трубе.

Исследования сводились к экспериментальному определению коэффициентов теплопередачи между горячей водой в трубке и воздухом помещения. Наиболее близкими к экспериментальным величинам коэффициентов теплопередачи оказались результаты расчета, где коэффициенты теплоотдачи внутри трубы, получены на основе уравнения, приведенного в работе Стерлигова В.А.

Расчеты показали, что при учете изменения коэффициента теплообмена по всей протяженности начального участка для труб £,=50-200 мм коэффициент теплопередачи возрастает от 4,66% до 11%.

Таким образом, при определении теплоты, поступающей в отапливаемые помещения от трубных регистров, необходимо учитывать условия теплообмена на внутренних участках труб, где профили скорости и температуры не сформировались.

В четвертой главе рассмотрены условия нестационарного теплового режима помещения, а также влияние теплоаккумулирующей способности здания на отпуск теплоты.

В практике эксплуатации зданий и сооружений изменение температуры воздуха после нарушения теплового режима связаны с аккумулирующей способностью здания, которое оценивается коэффициентом аккумуляции Д

Величина существенно зависит от массы и тегаюфизических характеристик материалов здания.

В практике теплоснабжения известными являются внешние габариты зданий и вид основного строительного материала теплозащитного слоя ограждения. Поэтому для определения Д существующих зданий различных лет застройки, предложено выполнять расчет на основе удельного массового значения коэффициента, отнесенного к единице площади теплоотдающей поверхности зданий ре, ч/кг м2

Р = РГР?. (1)

Величины удельных значений коэффициентов аккумуляции рР для существующих зданий предложено определять на основе эталонной величины коэффициента р', который определяют для типа здания, например, из кирпича или бетона по достоверно известным геометрическим параметрам и теплофизи-ческим характеристикам строительных материалов и ограждений

„. тс

Р = ' (2)

Р-а

а значение ре в виде отношения ре = , @ .. (3)

VI: )

Для двух зданий одного из районов г.Липецка с достоверно известными массогабаритными и теплофизическими характеристиками основного теплозащитного слоя, в первом случае керамзитобетон (панельное) и во втором - силикатный кирпич (кирпичное здание) рассчитаны эталонные значения ß'.

Используя полученные значения(эталон"/Г, для жилых зданий различной этажности и объемов, рассчитаны Д,по формуле (3). Полученные численные значения коэффициентов аккумуляции располагаются в диапазоне величин, приводимых, в литературных источниках и составляют от 25 до 34 часов.

В пятой главе диссертации оцениваются системы теплоснабжения и факторы, влияющие на регулирование отпуска теплоты. Время нагрева и остывания здания примерно на два порядка больше времени подачи теплоты от источника и времени изменения температурного режима отопительного прибора. Поэтому при переходе с установившегося стационарного теплового режима на новый режим процессы, протекающие в элементах системы теплоснабжения можно считать очень быстрыми, и в расчетах учитывать только аккумулирующую способность зданий. Результаты, полученные в работах Е.Я. Соколова, Н.М. Зингера, В.К. Дюксина, Н.К. Громова, A.A. Ионина и др. послужили основой для разработки системы снабжения тепловой энергией промышленных объектов по нескольким магистралям в течение всего отопительного сезона при постоянном расходе сетевой воды с учетом аккумулирующей способности зданий. Для управления отпуском теплоты в системе разработана методика регулирования.

На рис.1 изображена предлагаемая схема снабжения тепловой энергией потребителей.

В качестве источников теплоты для теплоснабжаемых районов (TP) попеременно служат теплоприготовительная установка 2 (ТПУ) и коллектор охлажденной воды 6 (КОВ), где смешивают теплоноситель, поступающий из трубопроводов охлажденной воды (15). Коллектор горячей воды 10 (КГВ) служит для периодической подачи горячего теплоносителя в тепломагистрали (Т1 1 Т1.2, Т1.3) и в теплоснабжаемые районы (TPI, ТР2, ТРЗ) путем переключения регулирующих клапанов (12, 13, 14).

При установившейся циркуляции воды в системе часть расхода из КОВ, (например, расход тепломагистрали для района ТР1) и часть расхода магистралей ТР2 и ТРЗ направляют в теплоприготовительную установку (ТПУ). Там теплоноситель нагревается и поступает в КГВ. Из него расчетный расход поступает в магистраль (Т1.1) и часть расхода в магистрали Т1.2. и Т1.3., в течение первого расчетного периода времени. При этом расход в магистрали (ТЫ) и температура теплоносителя поддерживается постоянными. В остальные магистрали (Т1.2) и (Т1.3) направляют часть расходов сетевой воды из ТПУ и часть, по обводным трубопроводам Т2.4.2. и Т.2.4.3 из КОВ.

Суммарные расходы, равны расчетным значениям для каждой из магистралей. Таким образом, в ТР1 создают режим «натопа», а в ТР2 и ТРЗ режимы «недотопа». С течением времени (первый расчетный период) в районе «натопа»

температура воздуха будет повышаться. В районах «недотопа» в помещениях зданий начнется понижение температуры внутреннего воздуха.

РК - регулирующий клапайРК)

РТ- регистр трубный

КГВ- коллектор горячей воды

КОВ - коллеетор охлажденной воды

ТР- теплоснабжаемый район

ТПУ- теплоприготовительная установка

СН- сетевой насос

ТРП- точка разделения потоков

С?— расход тепла

О - расход теплоносителя

Рис.1. Схема снабжения тепловой энергией потребителей 1 - теплоснабжаемые районы (ТР); 2 - теплоприготовительная установка (ТПУ); 3 - подающие трубопроводы горячей воды из КГВ; 4 - тепломагистрали горячей воды отдельных ТР; 5 - сетевой насос (СН); б - коллектор охлажденной воды (КОВ); 7 - трубопровод охлажденной воды; 8 - обводной трубопровод; 9 - трубопровод горячего теплоносителя от ТПУ; 10 - коллектор горячей воды (КГВ); 11 - байпасные трубопроводы; 12, 13, 14 - регулирующие клапаны (РК); 15 -трубопроводы охлажденной воды.

При достижении температуры обратной воды, в Т2.2. и Т.2.3 перед (КОВ), соответствующей температуре наружного воздуха и определяющей температуру воздуха в помещениях зданий, регулирующие клапаны переключают потоки. Горячий теплоноситель из ТПУ поступает в ТР2, а в остальные районы поступают расходы воды со своими значениями температуры, полученной после смешения в регулирующих клапанах. Наступает второй расчетный период. По его завершении горячий теплоноситель поступает в ТРЗ, и он работает в режиме «натопа».

Происходит периодическое повышение и понижение температур теплоносителя в подающих трубопроводах магистралей. При этом расход теплоно-

сителя в каждой магистрали остается постоянным, что обеспечивает стабильный гидравлический режим в сети ТР.

Температура воздуха внутри помещений поддерживается на заданном уровне, при условии, что подводимая теплота равна тепловым потерям: Qom=Qm.n.■ ПрИ нарушении этого баланса возникает «натоп» или «недотоп». Использование теплоаккумулирующей способности зданий позволяет проводить регулирование отпуска теплоты на отопление не по текущей температуре наружного воздуха, а по средней наружной температуре за некоторый период.

Для теоретического определения изменения внутренней температуры воздуха в отапливаемых зданиях при нарушении теплового режима и заданных расходах теплоты на отопление Q0, с учетом аккумулирующей способности, в

качестве исходного дифференциального уравнения использовано уравнение проф. Соколова ЕЛ.

4,yXt.-te)dz = Q<b + Fspcp^- , (4)

Fspc„ dt ât

откуда dz= v -- ' =6-- , (5)

2g V Q О ^ }

t -t —— t _t — » » _ rr « H ,s

loK q0VH

Fspc„

где /?=

2<1Л

В результате интегрирования (5) и коррекции внутренней температуры воздуха на температуру помещения определена температура внутреннего воздуха в условиях нестационарного режима:

б

tn-L —

я -у.—• (6)

Количество теплоты, аккумулируемой в наружных ограждениях здания, составит

Qn=FSpc,

t., +1,

-FSpcp(t'ccp~tK) . (7)

Тогда количество теплоты, которое выработает ТПУ

Q+AQ = Qrnv = Qmm + Q= д.К(С-1. )+ ^^ .

2 • (8)

На основе равенства теплоты транспортируемой теплоносителем от источника, отдаваемой отопительным прибором в помещение, теряемой и аккумулируемой ограждением здания получены балансовые уравнения регулирования отпуска теплоты

п-9 - _ ] д0у„{С-к)±™рс/у7

Из балансового уравнения (9) температура воды после отопительных приборов систем отопления теьа=т2, определяется по формуле:

При определении температуры воды на выходе из системы величину температуры отопительного прибора, определяемую как г„р =тср = г" +Т2' , можно представить:

= г = -

При режиме «натопа» или «недотопа», который обеспечивается тепло-приготовительной установкой, тепловой поток определяется

ЯтПу=£ = (12)

где Ад

- тепловой поток, который обеспечивает новое тепловое состояние системы, поднимая температуру от г, до ^.

При постоянстве расхода сетевой воды балансовое уравнение (9) в этом режиме имеет вид

(13)

в 'но

где Дг, перепад температур сетевой воды на входе и на выходе из ТР, равный:

. (14)

(>»-'„0 Х?,С и4;

Температура воды в подающем трубопроводе, либо на выходе из ТПУ, которая должна поступать в теплоснабжаемый район определяется как

г,=г2+Дг,. (15)

Из баланса расходов сетевой воды в предлагаемой системе получено уравнение для расчета расхода высокотемпературной воды, поступающей из КГБ на смешение к регулирущим клапанам, когда тепломагистрали работают в режимах «недотопа»

М М 1с.«

Температура смеси (теплоносителя) в коллекторе охлажденной воды (КОВ) определяется по уравнению:

г (17)

Xе, '

Тепловая энергия в период «натопа» зданиями аккумулируется, а в период «недотопа» отдается помещению. Время подачи теплового потока определяется по формуле:

2 = р\п-. (18)

—-'•я V

Чо и

Таким образом, для обеспечения потребителей требуемым количеством теплоты в течение отопительного сезона разработана система снабжения тепловой энергией абонентов и инженерная методика регулирования отпуска теплоты с учетом аккумулирующей способности зданий.

Предлагаемая

система проходила апробацию в отопительные сезоны 2005-2006, 2006-2007 в труболитейном цехе (ТЛЦ) ОАО «Свободный Сокол» в диапазоне наружных температур +1...-21°С. В ТЛЦ ЛМЗ «Свободный Сокол» существующая система теплоснабжения разделена на отдельные группы, питающиеся тепловой энергией от четырех вводов по температурному графику 115-70°С. Исходя из планировки и рассредоточения технологического оборудования отапливаемое пространство ТЛЦ условно разделено на три различных зоны.

Подача теплоты трубными регистрами в цех определялась с учетом режима течения и теплообмена в приборах. По расчетным величинам (10),(14),(15),(16),(17),(18) получены графики регулирования отпуска теплоты, которые показаны на рис.2, 3, 4, 5.

10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -3 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -3

Тшперпуря наружного возд^хЯ) "С Темперэтура наружного аозауха, °С

Рис.2. Зависимость температуры теплоноси- Рис.3. Зависимость расходов воды, поступаю-

теля от температуры наружного воздуха гцих в ТР из ТПУ и из КОВ от температуры на-

1 - на входе в ТР («натоп»); 2 - на выходе ружного воздуха

из ТР («натоп»); 3 - на входе в ТР («недо-

топ»); 4 - на выходе из ТР («недотоп»); 5 -

температура смеси, образованная в КОВ.

В процессе «натопа» в одной из зон и остывания в других зонах, при коэффициенте аккумуляции здания р= 10 ч, для каждой из них потребуется раз-

ное время подачи теплоты. Графики регулирования рассчитаны и построены на основе потребности в теплоте для наиболее неблагоприятной третьей зоны.

Подачу теплоты в водяную систему отопления цеха осуществляли переключением запорно-регулирующей арматуры в ручном режиме в зависимости от температуры наружного воздуха поочередно в 1-ю зону, затем во 2-ю и затем в 3-ю. Время подачи определяли по рис.4, а температуру теплоносителя и воздуха измеряли при помощи жидкостных термометров.

Анализ полученных результатов измерений и их сравнение с расчетными значениями, показывает, что расхождения составляют ± (3...17)% по температуре теплоносителя и ± (6...23)% по температуре внутреннего воздуха.

условиях «не-

Температура наружного воздуха, °С

Температура наружного воиу*а,°С РИС.5. ЗаВИСИМОСТЬ ТеМПвраТурЫ Внутреннего

Рис.4. График продолжительности подачи те- в03луха от наружной температуры плоты в зону ТЛЦ («натоп»), 1 ~ в >'словнях «натопа»; 2, 3 - в у

дотопа».

Таким образом, разработана система подачи теплоты с учетом аккумулирующей способности здания и новый инженерный метод регулирования ее отпуска. Производственными испытаниями подтверждены как работоспособность предлагаемой системы, так и методика регулирования. По результатам испытаний и эксплуатации системы теплоснабжения ТЛЦ в отопительных сезонах 2005-06 и 2006-07 гг получен акт внедрения.

В шестой главе исследована и определена возможная область применения предлагаемой системы снабжения теплотой для зданий и сооружений, а также ее технико-экономическая эффективность.

В работе для рассматриваемых жилых зданий и промышленного цеха, выполнены теплотехнические расчеты ограждений и аналитически определены

величины массивности Д.

Учитывая, что р -

или

р8Рс р8с

Ра ПОлучен 0Цен0чный коэффициент аккумуляции для здания,

выполненного из того или иного строительного материала в виде:

ОрЯс „

Для рассматриваемых зданий на рис.6 показаны зависимости коэффициентов аккумуляции от тепловой инерции (массивности) здания. На графики нанесены значения величин р для жилых зданий, рассчитанные по /?ь а также р труболитейного цеха ЛМЗ «Свободный Сокол».

На примере здания ТЛЦ на графике (рис.6) определены минимально и максимально возможные значения коэффициента аккумуляции (Ртт и /?тах). Получены графики зависимости температуры внутреннего воздуха от времени

На график нанесена минимально допустимая температура внутреннего воздуха и на пересечении ее с кривыми 1е = /(г*) получены максимальные величины временных интервалов, в течение которых возможно подавать тепловую энергию в зону здания теплоносителем, образованным в КОВ. Для ТЛЦ, при Р =10ч, г'ТЛЦ составляет 2 ч.

основной материал ограждающих конструкций здания, которых 1)керамзитобетон; 2) - силикатный кирпич; 3) - сэндвич панель.

Для цеха время г=1,25 ч (рис.4). Так как время «натопа» и время остывания одинаковы, то для работоспособности предлагаемого способа должно соблюдаться условие, г* > г.

В случае несоблюдения данного условия, тепловую энергию необходимо подавать другим способом из трубопровода горячей воды. Для труболитейного цеха ЛМЗ «Свободный Сокол» получено (г'тлц=2 ч, 2=1,25 ч), следовательно, такой способ применим для регулирования отпуска теплоты. Таким образом, применение предлагаемой системы снабжения тепловой энергией для зданий и сооружений может быть ограничено величиной тепловой инерции.

Для теплоснабжаемых объектов, имеющих тепловую инерцию IX4 необходимо выполнять более частые переключения запорной арматуры (см.рис.6), чтобы поддерживать минимально допустимую по санитарным нормам температуру внутреннего воздуха у потребителей, а для массивных зданий с И>7, эти переключения минимальны.

Для определения экономической эффективности предлагаемой системы снабжения теплотой ТЛЦ ЛМЗ «Свободный Сокол» проведено сравнение вели-

подачи теплоты г (рис. /) в режиме «недотопа».

Тепловая ннерция

Рис. 6. Зависимость коэффициента аккумуляции от тепловой инерции здания.

чин годового теплопотребления труболитейным цехом при отпуске тепловой энергии традиционным качественным методом регулирования и вновь разрабо-

танной системой.

/ 2 3

- /

' \

Минимально допустима* . температура внутреннего

Время подачи теплового потока г*, ч в зону ТЛЦ из КОВ (недотоп):

Рис.7. Зависимость температуры воздуха от времени подачи теплоты при йт=-27°С .1) /?1тах=16 ч; 2) Р =10 ч;

3)А™=8ч.

Анализ структуры затрат и стоимости тепловой энергии при различных способах отпуска теплоты показывает, что вновь предложенная система снижает теплопо-требление на 765 Гкал/год.

Экономический эффект составил 895141 руб. а срок окупаемости реализации данной системы снабжения тепловой энергией составляет около 1,25 года.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведенные исследования методов отпуска теплоты показали, что при снижении параметров теплоносителя центральное качественное регулирование не обеспечивает рационального регулирования отпуска теплоты в течение отопительного сезона и стабильного гидравлического режима.

2. Исследования отклонений температур сетевой воды от проектных значений указывают на недопоставку тепловой энергии потребителям. Недоподача теплоты в расчетных условиях (в зависимости от температуры «срезки») составляет от 12,5 до 56%, а при компенсации ее увеличенным расходом теплоносителя, приводит к перерасходу воды в сетях до 40-50% от проектного значения.

3. Результаты исследования поступления теплоты в отапливаемые производственные помещения от трубных регистров ¿у 50...200 мм показали, что при учете изменения коэффициента теплообмена по всей протяженности начального участка, коэффициент теплопередачи регистров возрастает от 4,66 до 11%.

4. Разработана методика оценки аккумулирующей способности существующих здании на основе удельного массового значения коэффициента аккумуляции.

5. Разработана система снабжения теплотой промышленных потребителей, имеющих несколько магистралей с учетом аккумулирующей способности зда-

ний, позволяющая обеспечивать требуемым количеством теплоты потребителей в течение всего отопительного сезона.

6. Разработана инженерная методика расчета регулирования отпуска теплоты для обеспечения промышленных объектов, требуемым количеством тепловой энергии в течение всего отопительного сезона с учетом аккумулирующей способности здания.

7. Проведена апробация вновь предложенной системы снабжения теплотой и методики регулирования отпуска теплоты на Липецком металлургическом заводе «Свободный Сокол», разработана методика определения области применения предлагаемой системы теплоснабжения для зданий в зависимости от их инерционности.

Список обозначений:

Р - коэффициент тепловой аккумуляции, ч; - суммарная площадь наружных ограждений, м2; - площадь наружных ограждений здания, м2; М™ - суммарная масса наружных ограждений, кг; а - коэффициент теплоотдачи от наружных ограждений здания, Вт/(м2К); с - теплоемкость наружных ограждений, кДж/(кг К); ги, гп, /[- соответственно температура наружного воздуха, внутреннего воздуха, помещения, внутреннего воздуха в условиях нового теплового режима, °С; ()0 - тепловая нагрузка на отопление, Вт; - удельная отопительная характеристика, Вт/м4;К Ун - наружный объем здания, м3; г, г:*- время подачи теплового потока «натопа» и «недотопа», ч; 0ШУ - количество теплоты, вырабатываемое ТПУ, Вт; - теплота, аккумулируемая ограждениями здания, Вт; - тепловые потери, МВт; к - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 К); / - площадь отопительного прибора, м2; в - расход сетевой воды, кг/ч; гргг,г,,г2 -соответственно расчетные и текущие температура воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети, °С; Б - тепловая инерция ограждающих конструкций; Я - термическое сопротивление ограждающих конструкций, (м2 К)/Вт; Б - коэффициент теплоусвоения ограждений, Вт/(м2 К); р - плотность материалов, кг/м3; 8 - толщина ограждений, м; Л - коэффициент теплопроводности материалов, Вт/(м К).

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

1. Стерлигов В.А., Мануковская Т.Г. Теплообмен ламинарного потока жидкости на начальном участке трубчатого канала./ «Вестник ВГТУ». - ВГГУ, т.6, №7,2010, с.157-161.

2. Мануковская Т.Г., Стерлигов В.А., Крамченков Е.М. Моделирование и расчет трубных регистров систем водяного отопления. / «Вести высших учебных заведений Черноземья». - Липецк, ЛГТУ. №2., 2010, с.36-41.

3. Мануковская Т.Г., Стерлигов В.А. Снабжение потребителей тепловой энергией с учетом аккумулирующей способности зданий. / «Вопросы совре-

менной науки и практики. Университет им. В.И.Вернадского» Тамбов ТГТУ -2011, с. 383-392. ' '

Статьи и материалы конференций.

4. Стерлигов В.А., Мануковская Т.Г. Исследование влияния срезки температурного графика на теплопотребление. / Сборник научных трудов научно-технической конференции «Теплоэнергетика 2005», г.Липецк, 2005.

5. Стерлигов В.А., Мануковская Т.Г. Исследование теплопотребления здания при ограничении подачи теплоты. / Сборник докладов Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию ЛГТУ «Энергетика и энергоэффективные технологии. Часть 1. Липецк. ЛГТУ, 2006,- 230 с.

6. Стерлигов В.А., Мануковская Т.Г. Веерная подача расчетного количества теплоты потребителям./Сборник докладов 11 ежегодной международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэффективные техноло-гии».-2007.

7. Стерлигов В.А., Мануковская Т.Г., Крамченков Е.М. К расчету отопительных приборов в виде трубных регистров. / Третья Международная научно-техническая конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции», сборник докладов. - М.: МГСУ, 2009. - 328 с.

8. Мануковская Т.Г., Стерлигов В.А., Крамченков Е.М. Отпуск теплоты в централизованных системах водяного теплоснабжения. / Третья Международная научно-техническая конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции», сборник докладов. - М.: МГСУ, 2009. - 328 с.

9. Стерлигов В.А., Мануковская Т.Г., Дедов Ю.И. Регулирование отпуска теплоты в условиях эксплуатации систем теплоснабжения. / Сборник научных трудов научно-технической конференции «Теплоэнергетика 2009» г.Липецк, 2009.

10. Стерлигов В .А., Мануковская Т.Г., Крамченков Е.М., Ермаков О.Н. Способ теплоснабжения зданий и сооружений. / Сборник научных трудов научно-технической конференции «Теплоэнергетика 2009», г.Липецк, 2009.

11. Стерлигов В.А., Мануковская Т.Г., Крамченков Е.М., Губарев В.Я., Дедов Ю.И. Регулирование отпуска теплоты в системе водяного теплоснабжения. / Труды Пятой Российской национальной конференции по теплообмену -М.: МЭИ, 2010. '

12. Стерлигов В.А., Мануковская Т.Г., Логинов В.В., Ермаков О.Н., Крамченков Е.М. Патент на изобретение 1Ш №2334173 С1, В240 3/02 (2006.01) Способ снабжения тепловой энергией потребителей в централизованных системах.

Подписано в печать 09.04.2012 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Объем 1,1 п. л. Тираж 120 экз. Заказ № 182.

Полиграфическое подразделение Издательства Липецкого государственного технического университета . 398600 Липецк, ул. Московская, 30.

61 12-5/3213

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

МАНУКОВСКАЯ Татьяна Григорьевна

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ СНАБЖЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИЕЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ С УЧЕТОМ АККУМУЛИРУЮЩЕЙ

СПОСОБНОСТИ ЗДАНИЙ

Специальность 05.14.04 - промышленная теплоэнергетика

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Воронеж-2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

Введение.....................................................................................

1. Определение основных задач исследования

в системах теплоснабжения.........................................................9

1.1. Состояние современных водяных систем централизованного теплоснабжения.........................................................................9

1.2. Регулирование отпуска теплоты в водяных системах

теплоснабжения...................................................................13

1.2.1. Центральное регулирование тепловой нагрузки

в системах теплоснабжения........................................................22

1.3. Выводы и задачи исследования................................................27

2. Исследование отпуска тепловой энергии

при центральном качественном регулировании

в действующих системах теплоснабжения....................................29

2.1. Сложившийся в практике отпуск теплоты по

температурным графикам.........................................................29

2.2. Исследование подачи теплоты в отапливаемые помещения

при отклонении температурного графика от проектного...............41

3. Исследование поступления теплоты

в отапливаемое производственное помещение..............................59

3.1. Отопительные приборы помещений промышленных зданий...........59

3.2. Теплоотдача трубных регистров систем отопления промышленных зданий........................................................67

3.3. Экспериментальные исследования теплообмена.........................79

3.3.1. Экспериментальная установка........................................79

3.3.2. Методика проведения экспериментов и результаты.............82

4. Аккумулирующая способность зданий........................................87

4.1 .Тепловой режим помещения...................................................87

4.2. Коэффициент тепловой аккумуляции здания..............................88

4.3. Определение изменения температуры внутреннего

воздуха в помещении после нарушения теплового режима............91

4.4. Определение температуры воздуха, радиационной температуры и температуры помещения...................................95

4.5. Определение коэффициента аккумуляции.................................98

4.6. Методика определения коэффициента аккумуляции.....................99

4.7. Удельный коэффициент тепловой аккумуляции здания...............106

5. Разработка системы снабжения тепловой энергией объектов с учетом кумулирующей способности зданий..........................................111

5.1. Система снабжения теплотой потребителей,

имеющих несколько тепломагистралей...................................111

5.2. Методика расчета регулирования..........................................118

5.3. Общая характеристика системы теплоснабжения

ОАО JIM3 «Свободный Сокол»..............................................131

5.4. Коэффициент аккумуляции труболитейного цеха.......................134

5.5. Количество теплоты выделяемое технологическим оборудованием.................................................................136

5.6. Тепловые потери в ТЛЦ.....................................................138

5.7. Исследование процесса изменения температуры воздуха, радиационной температуры и температуры помещения...............142

5.8. Испытания разработанной системы снабжения теплотой в ТЛЦ.....147

6. Область технического применения............................................155

6.1. Область применения способа подачи тепловой энергии...............155

6.1.1. Методика определения области применения

предлагаемой системы снабжения тепловой энергии............157

6.2. Экономическая эффективность..............................................160

7. Основные выводы и результаты работы.....................................167

Литература...............................................................................173

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы.

Важнейшим фактором развития экономики Российской Федерации является снижение потребления энергии в промышленном производстве путем внедрения энергосберегающих технологий. Топливно-энергетический комплекс является основой экономики хозяйствующих субъектов страны. Надежное функционирование топливно-энергетических систем, внедрение новой техники и технологий, передовых научных достижений - необходимые условия для прогрессивного развития экономики Российской Федерации.

Климатические условия России таковы, что затраты на обеспечение потребителей тепловой энергией являются основными в бюджете государства.

Одним из главных в инфраструктуре и жизнеобеспечении промышленных объектов и городского хозяйства является дальнейшее развитие централизованного теплоснабжения, требующее с каждым годом все больше капитальных затрат. На нужды теплоснабжения расходуется более трети всего добываемого твердого и газообразного топлива [1].

Состояние теплоснабжения в стране нельзя признать удовлетворительным, поскольку около 50% объектов коммунального теплоснабжения и инженерных сетей требуют замены, не менее 15% находятся в аварийном состоянии. Потери теплоты в водяных тепловых сетях достигают -30%, а с утечками теплоносителя в РФ ежегодно теряется более 0,25 км3 воды. Кроме того, 82% общей протяженности водяных тепловых сетей городов и поселков требуют капитального ремонта или полной замены [2].

Причинами такого состояния теплоснабжения являются дефицит финансовых средств, удорожание топлива, износ оборудования и тепловых сетей, отступление от проектных условий эксплуатации и графика регулирования тепловых нагрузок, отсутствие перспективных схем развития систем теплоснабжения.

Очевидно, что проведение комплекса энергосберегающих мероприятий в теплоснабжении должно осуществляться по всей цепочке от источника

теплоснабжения до конечного потребителя. Ввод в эксплуатацию новых промышленных объектов, жилых домов и реконструкция существующих зданий и сооружений, применение современной изоляции трубопроводов, внедрение приборов учета и контроля, приведут к снижению потребления энергоресурсов в топливно-энергетическом комплексе. Но без эффективного регулирования отпуска теплоты от источника потребителям, достичь желаемых результатов проблематично. Поэтому является актуальной разработка и создание системы снабжения теплотой, обеспечивающей эффективное использование и регулирование отпуска теплоты в водяном теплоснабжении.

Работы Е.Я.Соколова, А.А.Ионина, В.Е Козина, В.М.Хлыбова, В.Н. Братенкова, И.Ф.Ливчака, В.И. Ливчака, Ю.А. Табунщикова, С.А.Чистовича, Н.М.Зингера, В.И.Манюка, Э.Б.Хижа, Ю.Я. Кувшинова, A.M. Шкловера А.Ф.Строя, O.A. Сотниковой и др. авторов создают основания для разработки и применения на практике новых систем подачи и регулирования отпуска теплоты в централизованных водяных системах теплоснабжения. Результаты теоретических и практических исследований указанных авторов в области централизованных водяных систем теплоснабжения создали предпосылки для решения задачи регулирования и подачи требуемого количества тепловой энергии абонентам.

Представленная диссертационная работа является частью результатов, полученных при выполнении научно-исследовательских работ на кафедре «Промышленная теплоэнергетика» ЛГТУ в рамках тематического плана РААСН, номер государственной регистрации НИР: 1.1.07

Основной целью диссертационной работы является разработка системы теплоснабжения промышленных объектов, позволяющей отпускать тепловую энергию в течение отопительного сезона с учетом аккумулирующей способности зданий.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:

1. Анализ методов регулирования и отпуска тепловой энергии, в действующих системах водяного теплоснабжения при пониженных параметрах теплоносителя.

2. Исследование поступления теплоты в помещения от стальных трубных регистров в условиях снижения расчетных параметров теплоносителя.

3. Разработка и обоснование методики расчета аккумулирующей способности зданий и сооружений.

4. Разработка и обоснование системы снабжения теплотой промышленных объектов с учетом аккумулирующей способности зданий при постоянном расходе сетевой воды.

5. Разработка инженерной методики расчета регулирования отпуска теплоты.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в следующем:

- на основе анализа теплового баланса здания и режимов передачи теплоты промышленным объектам в периоды «натопа» и «недотопа» установлена возможность в течение отопительного сезона обеспечения зданиий требуемым количеством теплоты с учетом их аккумулирующей способности;

- проведены экспериментальные исследования теплопередачи в трубных отопительных регистрах производственных помещений, учитывающие влияние на теплоперенос ламинарного режима течения на участке термической стабилизации;

- предложена теоретическая зависимость для определения коэффициента аккумуляции зданий в зависимости от площади теплоотдающих поверхностей и параметров основного теплозащитного слоя.

Практическая значимость работы. Проведенные исследования отклонений текущих температур сетевой воды от расчетных параметров и их влияние на отпуск тепловой энергии потребителям в водяных системах теплоснабжения с центральным качественным регулированием позволили разработать систему теплоснабжения потребителей с учетом аккумулирующей

способности зданий. На основе научно-технических решений диссертационной работы разработан и защищен патентом РФ № 2334173 «Способ снабжения тепловой энергией потребителей в централизованных системах».

Внедрение результатов работы

1. Результаты исследований внедрены в ОАО «Липецкий металлургический завод «Свободный Сокол».

2. Результаты по теме диссертационной работы используются в учебном процессе при изучении студентами специальности «Промышленная теплоэнергетика» дисциплины «Источники и системы теплоснабжения предприятий».

На защиту выносятся:

1. Результаты анализа подачи тепловой энергии в действующих водяных системах теплоснабжения при снижении расчетных параметров теплоносителя.

2. Методика определения аккумулирующей способности зданий.

3. Инженерная методика расчета регулирования отпуска теплоты для обеспечения промышленных объектов требуемым количеством тепловой энергии в течение всего отопительного сезона с учетом аккумулирующей способности зданий.

Апробация работы.

Основные результаты работы доложены на: -международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии», Часть 1. г.Липецк, 2006г.; международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии», г.Липецк, октябрь, 2007.; третьей международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции», Москва, ноябрь, 2009г.; научно-технических семинарах кафедр «Промышленная теплоэнергетика», а также «Теплофизика и автоматизация металлургических печей» Липецкого государственного технического университета.

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано 12 научных и научно-технических работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата лично соискателю принадлежат: [1, 7] - исследования конвективного теплообмена на начальном участке трубы при ламинарном режиме течения жидкости на экспериментальном стенде; [1, 2, 7] - анализ и выбор зависимости при расчете локальной теплоотдачи и значений коэффициентов теплопередачи отопительных регистров; [3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12] - схема системы снабжения теплотой и расчеты отпуска теплоты с учетом аккумулирующей способности здания на примере труболитейного цеха.

Объем и структура диссертационной работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка использованной литературы (135 наименований) и приложений, содержащих рабочие материалы в форме расчетов, документов, отражающих производственное внедрение. Работа изложена на 175 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 57 рисунков.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

1.1. Состояние современных водяных систем централизованного

теплоснабжения

С началом энергетического кризиса 70-х годов XX века для промышленно-развитых стран проблема энергосбережения вошла в число наиболее актуальных. Экономический кризис начала XXI века еще больше обострил проблему и это находит отражение в большом числе публикаций [1,2,3].

Централизованное теплоснабжение в России, и особенно его наиболее эффективная форма - теплофикация, является основным направлением развития теплоэнергетического хозяйства промышленных предприятий и городов [4]. В настоящее время около 72% всей тепловой энергии производится централизованными источниками, остальные 28% децентрализованными источниками, в том числе 18% - автономными. Кроме того, незначительная часть спроса на тепловую энергию (4,5%) удовлетворяется за счет утилизации сбросного тепла от технологических установок, а доля тепла, получаемого от возобновляемых источников энергии, очень мала [1].

В целом системами централизованного теплоснабжения вырабатывается около 5,04 млрд. ГДж тепла в год. Около 2160 млн. ГДж тепловой энергии в год производят 68 тыс. коммунальных котельных. В большинстве крупных городов централизованным теплоснабжением обеспечено 70-95% жилищного фонда [1].

Централизация теплоснабжения позволяет уменьшить численность обслуживающего персонала и значительно повысить производительность труда по сравнению с установками децентрализованного теплоснабжения. Кроме того, централизованное теплоснабжение позволяет снизить загрязнение атмосферы вредными дымовыми выбросами.

Современные системы теплообеспечения промышленных и коммунальных объектов обслуживают большое число абонентов, находящихся на значительном удалении друг от друга. Эти системы проектировались в расчете на номинальную (расчетную) нагрузку с центральным качественным регулированием отпуска теплоты. В своем большинстве отпуск теплоты в тепловые сети спроектирован по графику 150-70°С, а в системы отопления зданий, по температурным графикам 105-70°С или 95-70°С [5,6].

Обеспечение потребителей теплотой в первую очередь осуществляется от котельных, на долю которых приходится почти половина всего ее производства. Теплофикация занимает лишь четвертую часть в суммарном отпуске теплоты, в то время как, именно она стала основой для развития централизованного теплоснабжения на энергетических установках как повышенной, так и малой мощности. Эти направления были и сохраняются как главные в теплообеспечении РФ [7].

Необходимо отметить, что быстрое развитие систем централизованного теплоснабжения и ТЭЦ произошло в тех странах, где в теплоэнергетику осуществлялись крупные государственные инвестиции [8-12]. Примером этому могут служить Дания, Швеция и ФРГ, где в основу государственного финансирования были положены государственные программы развития систем централизованного теплоснабжения [14-17].

Заметный прогресс при энергосбережении в западных странах был достигнут за счет совершенствования систем транспорта теплоты.

Ускоренное развитие теплофикации и централизованного теплоснабжения обусловило строительство крупных и сверхкрупных систем транспорта теплоты в странах Западной Европы [17].

В 1970-80-е гг. в Дании, ФРГ и других странах Западной Европы наметилась тенденция к снижению температуры теплоносителя в подающей магистрали теплосети [18-20,21]. Понижение температуры теплоносителя привело к необходимости увеличения расхода сетевой воды. Это позволило значительно снизить тепловые потери. Особенностью низкотемпературного

ю

теплоснабжения является то, что температура сетевой воды поддерживается практически постоянной в течение всего отопительного периода. Низкотемпературное теплоснабжение стало возможным благодаря полному оснащению отопительных приборов потребителей терморегуляторами.

В последнее время в отечественных системах теплоснабжения их укрупнение довольно часто сопровождалось потерями теплоносителя и теплоты, удорожанием теплопроводов, понижением управляемости и надежности: реальный срок службы тепловых сетей в 2-3 раза короче расчетного [21,22,25]. Поэтому в нашей стране в последнее десятилетие стало вырабатываться скептическое отношение к крупным системам централизованного теплоснабжения, и появился интерес к заведомо менее эффективным в термодинамическом отношении мелким автономным системам, главным достоинством которых является отсутствие протяженных тепловых сетей.

Неудовлетворительное состояние систем централизованного водяного теплоснабжения в России, требует полной их модернизации с целью обеспечения возможности работы в расчетном режиме с температурой теплоносителя 150°С в течение 20-30 л�