Лекция 7. Энергосбережение в системах отопления

Наиболее распространенными теплоносителями в системах централизованного теплоснабжения являются вода с тем­пературой до 150°С, реже водяной пар, производимые в котельной и по трубопроводам направляемые к потребителям.

Большинство систем отопления традиционно имеет качест­венное регулирование отпуска тепловой энергии (из центральной котельной) по температуре воды, подаваемой в теплосеть. Система регулирования отопления осуществляется температурой воды, пода­ваемой в тепловые сети; расход сетевой воды постоянный. Недостат­ки этой системы регулирования заключаются в том, что на сеть параллельно подключены многие потребители и при настройке режима отопления одного потребителя меняется режим всей сети; расход теплоносителя в течение сезона постоянен и не зависит от тепловой нагрузки сети. Настройка режимов работы нескольких параллельно работающих потребителей сложна в исполнении. Необ­ходимо последовательно настраивать объект за объектом с последу­ющей корректировкой режима работы уже настроенных объектов. Предварительный гидравлический расчет режимов теплосети и подбор регулирующих дроссельных устройств упрощают задачу настройки системы теплоснабжения потребителей. При некачествен­ной настройке систем теплоснабжения наблюдается ситуация, при которой одни дома перегреваются (завышены размеры дроссельной диафрагмы перед отопительным узлом), а другим тепла не хватает. Учитывая жалобы жильцов плохо обогреваемых домов, система ото­пления работает в режиме «перетопа». Система отопления по расходу теплоносителя регулируется дважды в год — в начале и конце ото­пительного периода. Расход воды по сети летом составляет около 80% относительно зимнего расхода. В зависимости от тепловой нагрузки температура воды в прямой линии изменяется от 80 до 150 °С, в обратной линии находится в пределах 55-70 °С.

Системы отопления, работающие при постоянном расходе и регулировании температурой теплоносителя (качественное регули­рование), имеют недостатки по сравнению с системой регулирования подачей воды (количественное регулирование).

Система с качественным регулированием инерционна, измене­ние температуры в системе затягивается на несколько часов. Темпе­ратура регулируется несколько раз в сутки в зависимости от измене­ния наружной температуры воздуха.

Сетевой циркуляционный насос работает с постоянной нагрузкой, не зависящей от передаваемой тепловой мощности, рассчитанной на максимальный режим теплопотребления системы отопления. Это приводит к перерасходу электрической энергии на перекачку при снижении тепловых нагрузок.

При количественном регулировании системы теплоснабжения подачей горячей воды, нагретой до заданной постоянной температуры, мощность насосного агрегата пропорциональна подаче горячей воды в систему в третей степени (для турбулентного режима) и график зависимости мощности насоса во время отопительного сезона напоминает отопительный график.

По опыту работы перевод системы отопления с качественного на количественный метод регулирования позво­ляет достичь 60% экономии электроэнергии на привод циркуля­ционных сетевых насосов. Кроме того, замена элеваторных узлов экономичными малошумящими циркуляционными насосами системой автоматического регулирования отопления дополнитель­но экономит энергию циркуляционных насосов (нет необходимости поддерживать в системе дополнительный напор около 6-8 м вод. ст., необходимый для работы элеватора в качестве циркуляционного, насоса). Применение автоматических тепловых пунктов с более точ­ным индивидуальным регулированием позволяет экономить затраты; тепла на отопление домов — устраняются перетопы.

Тепловой баланс системы теплоснабжения позволяет путем сравнения с проектными и нормативными показателями вы­явить источники нерациональных технологических потерь энергии в системе. Сравнительный анализ позволяет определить наличие перетопа здания и необходимость настройки его системы на проект­ные показатели (это особенно важно при настройке системы тепло­снабжения на номинальные показатели), превышение теплопотерь в элементах системы, необходимость проведения регулировочных и восстановительных работ по утеплению Система отопления обычно работает в режиме поддержания по­стоянной температуры в рабочих и жилых помещениях. Переход системы отопления предприятий на режим снижения температуры в нерабочие смены и выходные дни до 12—14 °С позволяет достичь 8-10% экономии тепловой энергии на отопление в климатических условиях средней полосы России.

Тепловые потери тепловых сетей системы теплоснабжения

В системах отопления и теплоснабжения имеются поте­ри энергии, связанные с повреждением теплоизоляции трубопро­водов, которые можно выявить при сравнении их с проектными, нормативными показателями. В СНиП 41-03-2003 приводятся значения нормативов удельных потерь трубопроводов тепловых сетей при различных способах прокладки. Эти данные можно использовать как предельные для оценки состояния теплоизоляции труб и эффективности рекомендаций по её улучшению. Особенно большие теплопотери в разводящих трубопроводах при подземной прокладке в районах с высоким уровнем грунтовых, дождевых и паводковых вод, проложенных без дренажных магистралей.