2.2. тепловые сети. потери энергии при транспортировке тепла.. Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии

электронный журнал

2.2. тепловые сети. потери энергии при транспортировке тепла..



2.2. Тепловые сети. Потери энергии при транспортировке тепла. 2.2. Те́пловые се́ти. По́тери энергии при́ тра́нспортировке те́пла. По́требление энергии по́дразумевает пре́образование у по́требителя по́лучение энергии в фо́рму, тре́бующуюся по́требителю, или для́ со́здания опр́еделенных усл́овий, про́дукта, де́йствия (ме́ханическая энергия, хи́мические пре́образования, те́мпературной уровень и т.д.). Ка́чество те́пловой энергиидо́лжно бы́ть та́ким, что́бы у по́требителя при́ по́треблении ее ре́ализовались тре́буемые усл́овия: при́ отоплении - не́обходимая те́мпература на́гревательных при́боров, ве́нтиляции - те́мпература во́здуха, на́ па́ровых ма́шинах - тре́буется ме́ханическая мо́щность, в те́хнологических про́цессах - вы́вод со́ответствующей про́дукции (на́пример, ко́личество и ка́чество бе́тонных или ке́рамических изд́елий). По́этому с то́чки зре́ния по́требителя те́пловая энергия до́лжна иметь по́казания по́ сле́дующим па́раметрам:те́мпературате́плоносите́ля (обычно во́ды или па́ра);да́вление(особенно па́ра);ра́сход те́плотыи общ́ее ко́личество те́плоты. Ра́ботоспособность (экс́ергия) ха́рактеризуется пре́вышением те́мпературы те́плоносите́ля на́д те́мпературой окр́ужающей сре́ды; для́ ее опр́еделения ну́жно зна́ть исх́одные и ко́нечные ве́личины энт́альпии и энт́ропии, ко́торые опр́еделяются по́ те́мпературе и да́влению. Те́пловая энергия от те́плоносите́ля пе́редается по́требителю че́рез те́плообменник, его эфф́ективность те́м вы́ше че́м бо́льше исх́одная те́мпература. Одн́ако при́ те́плообмене ра́ботоспособность те́ряется. По́этому не́обходимо опт́имум, вы́ражающийся в ма́ксима́льном су́ммарном эфф́екте. Та́кой опт́имум в на́стоящее вре́мя пра́ктически не́ опр́еделяется, и это одн́о из на́правлений энергосбережения при́ про́изводстве и по́треблении те́плоты. Те́мпература изм́еряется ра́зличными те́рмометрами, да́вление - ма́нометрами. Осн́овной при́бор для́ те́плоснабжения - те́пломер (сче́тчик те́пловой энергии). Его де́йствия осн́овано на́ уравнении те́плового ба́ланса: по́требленная энергия ра́вна по́дведенной в пря́мой тру́бопроводе ми́нус во́звращенная в обр́атный тру́бопровод (есл́и не́ во́звращаться, то́ ми́нус со́стояние при́ те́мпературе окр́ужающей сре́ды). Сле́довательно, ра́сход те́плоты ра́вен про́изведению ра́схода те́плоносите́ля, его те́плоемкости, ра́зности те́мператур те́плоносите́ля на́ вхо́де и вы́ходе у по́требителя. По́этому те́пломер пре́дставляет со́бой ра́сходомер во́ды (па́ра), в ко́тором учитывается указанная ра́зность те́мператур. Ко́нструкции те́пломера ра́зличны. Обычно при́боры учета по́требления те́плоты по́требителем на́ходятся в те́пловых пу́нктах, их обс́луживает жи́лищно-ко́ммунальная слу́жба. Не́обходимо та́кже учитывать ра́сход то́плива. Есл́и ра́сход га́за и не́фти опр́еделяется до́статочно то́чно изв́естными ти́пами ра́сходомеров, то́ да́нные по́ ра́сходу тве́рдого то́плива (уголь, то́рф, дро́ва) ме́нее то́чны. Те́пловая энергия с то́чки зре́ния по́терь при́ тра́нспорте на́много сло́жнее. Осн́овное ко́личество те́плоты тра́нспортируется в хо́лодное вре́мя го́да, т.е. при́ зна́чительной ра́зности те́мператур те́плоносите́ля и окр́ужающей сре́ды; эта ра́зность обуславливает ве́личину по́терь. Ко́эффициент те́плоотдачи от элементов те́плопередающей си́стемы в окр́ужающую сре́ду да́же но́рмативный, про́ектируемый со́ставляет су́щественную ве́личину: от 8 до́ 35 Вт/(м2к), в усл́овиях экс́плуатации он мо́жет бы́ть еще вы́ше. Есл́и пу́ть те́плоносите́ля к по́требителю не́сколько ки́лометров, до́ля по́терь те́плоты по́ отн́ошению к исх́одному ее ко́личеству мо́жет со́ставлять 20…60%. Те́пловая энергия в ви́де го́рячей во́ды или па́ра тра́нспортируется от ТЭ́Ц или ко́тельных к по́требителям по́ спе́циальным тру́бопроводам, ко́торые на́зываются те́пловой се́тью. Те́пловая энергия ра́спределяется при́ по́мощи во́дных те́пловых се́тей: Пря́мой то́к: да́вление 4…10 атм́., те́мпература 90…200; Обр́атный то́к: да́вление 2…4 атм́., те́мпература 70; Те́пловые се́ти: ма́гистральные (по́ гла́вным на́правлениям на́селенного пу́нкта), ра́спределительные (вну́три ква́рталов), отв́етвления (по́двод к до́мам), - де́лятся на́ во́дяные (пря́мая и обр́атная тру́бы) и па́ровые (па́ропровод и ко́нденсатопровод), исп́ользуются ста́льные тру́бы от 20 до́ 600 мм ди́аметром, по́крытые те́плоизоляцией. Эти тру́бы на́ходятся в про́ходных ка́налах (одн́овременно с дру́гими инж́енерными ко́ммуникациями), в не́проходных ка́налах (обычно ко́робчатой ко́нструкции из бе́тонных бло́ков), или в ви́де бе́сканальной про́кладки. Че́м дли́ннее тру́бы (бо́льше ра́диус де́йствия те́пловых се́тей), те́м бо́льше энергии на́ про́качку те́плоносите́ля, бо́льше те́пловой по́тери. По́этому ра́диус огр́аничен 10 км. Для́ по́следующих по́требителей тре́буется уже дру́гой ист́очник те́плоты. По́ хо́ду те́плоносите́ля уст́раиваются спе́циальные ка́меры, ко́лодцы МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ (за́движки, ве́нтили, ма́нометры), ко́мпенсаторы ("П" - обр́азные, ли́нзовые, са́льниковые), сто́йки, фи́ксаторы и т.д., увеличивающие те́плопоте́ри. Особенно ве́лики те́плопоте́ри при́ отќрытой про́кладке тру́б (та́к на́зываемые "во́здушные" те́пловые се́ти), тре́буется бо́льшие ра́сходы на́ те́плоизоляцию. Пло́хая экс́плуатация (отќрытые лю́ки, по́врежденная изоляция, вла́жность, скво́зняки и т.д.) увеличивает те́плопоте́ри. Во́да на́гревается в во́догрейном ко́тле ТЭ́Ц или ко́тельной (или в спе́циальных по́догревателях) и на́сосом по́дается в те́пловую се́ть го́рода. Не́плотности по́ тра́ссе, в са́льниках на́сосов ве́дут к утечкам го́рячей во́ды. Те́мпература го́рячей во́ды из це́нтрализованного те́плоисточника ко́леблется от 90 до́ 200оС. От те́плоносите́ля во́да во́звращается с ра́счетной те́мпературой 70оС. При́ ме́ньшей обр́атной те́мпературе: а) не́обходимы бо́льшие ра́змеры на́гревательных при́боров у по́требителей; б) ко́родируют тру́бы ко́тлов из-за́ ко́нденсации во́дяных па́ров из про́дуктов сго́рания. Па́р обр́азуется в па́рогенераторах и с да́влением 1,5…2 атм́ по́ступает в па́ровую те́пловую се́ть; в на́гревательных при́борах по́требителя он ко́нденсируется, ост́ывает и во́звращается на́ ТЭ́Ц или ко́тельную. Ме́сто по́дсоединения те́плопотребите́ля к те́пловой се́ти (вво́д), на́зывается те́пловым пу́нктом, они по́дразделяются на́ инд́ивидуальные - ИТП́ (для́ при́соединения си́стем отопления, ве́нтиляции, го́рячего́ во́доснабжения оного зда́ния) и це́нтральные - ЦТП (два́ и бо́лее зда́ния). В те́пловых пу́нктах уст́анавливается оборудование для́ пре́образования ви́да те́плоносите́ля или его па́раметров, ко́нтроля па́раметров, ре́гулирования ра́схода те́плоносите́ля и его ра́спределения, за́щиты от аварийного по́вышения па́раметров, за́полнения и по́дпитки си́стем, сбо́ра и во́зврата ко́нденсата, акќумулирования те́плоты, во́доподготовки для́ го́рячего́ во́доснабжения. Утечки те́плоносите́ля, пло́хая те́плоизоляция оборудования да́ют те́плопоте́ри. Осн́овная ча́сть те́пловой энергии идет на́ отопление. Отопление - это ко́мпенсация те́пловых по́терь в окр́ужающую сре́ду да́нного по́мещения, объ́екта при́ усл́овии по́ддержания в не́м за́данной те́мпературы. Есл́и те́мпература в по́мещении бо́льше, че́м сна́ружи, то́ все́гда имеется те́пловой по́ток, на́зываемый те́плопоте́рями. Этот по́ток ни́когда не́ ра́вен ну́лю (то́лько при́ ра́венстве те́мператур). т.е. все́ те́пло, вве́денное в по́мещение, в ко́нце ко́нцов оказывается в окр́ужающей сре́де. По́этому не́уместны во́склицания о то́м, что́ "гре́ем не́бо". Дру́гое де́ло - ве́личина, инт́енсивность этого по́тока (ко́личество те́пла в единицу вре́мени). Она за́висит от те́рмического со́противления на́ружных огр́аждений - сте́н, окон, по́толка, по́ла и т.д. (то́лщина де́ленная на́ те́плопроводность). Очевидно, увеличивая то́лщину и пе́реходя на́ бо́лее со́вершенный те́плоизоляционный ма́териал, мо́жно уменьшить те́плопоте́ри, уменьшить не́обходимую мо́щность си́стемы отопления, уменьшить ра́сход то́плива на́ по́лучения те́пловой энергии. Одн́ако при́ этом во́зрастает сто́имость со́оружения, по́этому те́рмическое со́противление но́рмируется. На́хождение опт́имума по́ ми́нимуму за́трат - на́иболее пра́вильный пу́ть энергосбережения, но́ ча́ще но́рмы уср́едняют ра́счет для́ ра́зных по́требителей. По́этому с то́чки зре́ния энергосбережения же́лательно для́ ко́нкретных пра́ктических слу́чаев уточнять экономически це́лесообразные те́рмические со́противления огр́аждений. В си́стемах отопления те́пло пе́редается в по́мещении при́ по́мощи на́гревательных (отопительных) при́боров; обычно это чу́гунные и ста́льные ра́диаторы и ко́нвекторы. Для́ по́вышения эфф́ективности ра́боты отопительных при́боров сле́дует:
  1. не́ огр́аждать их де́коративными ре́шетками;
  2. не́ за́глублять в ни́ши;
  3. исп́ользовать те́мную окр́аску;
  4. при́ бо́льшом ко́личестве се́кций де́лить на́ не́сколько ба́тарей;
  5. не́ ра́сполагать их вы́соко;
  6. при́ уст́ановке на́ на́ружных сте́нах при́менять те́плоизоляцию со́ сто́роны сте́ны;
  7. иметь отќлючающий и ре́гулирующий ве́нтиль;
  8. сле́дить за́ чи́стотой ме́жреберного про́странства в ко́нвекторах.
По́ усл́овиям энергосбережения не́допустимо исп́ользовать электроэнергию для́ отопления зда́ний, т.к. для́ про́изводства единицы электроэнергии не́обходимо не́сколько единиц те́пловой (по́лучающейся при́ сжи́гании то́плива). Ко́нечно, бы́вают единичные слу́чаи, ко́гда вы́нуждены при́менять электрообогрев, но́ на́до стре́миться к по́лучению те́плоты при́ сжи́гании то́плива, ибо КПД в этом слу́чае бли́зко к 100%. Отр́ицательные фа́кторы при́ этом - то́пливное хо́зяйство, не́обходимость очистки га́зов, по́жарная бе́зопасность. При́ пра́вильном исп́ользовании со́вершенных те́плогенераторов огн́евого ти́па эфф́ект энергосбережения бе́зусловен. Основные источники тепловых потерь в системах отопления

Статьи

  • МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
  • Тепловые сети. Потери энергии при транспортировке тепла
  • Основные источники тепловых потерь в системах отопления
  • Расчет тепловых потерь в тепловых сетях при транспортировке тепловой энергии
  • Расчет нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии
  • Потери энергии и ресурсов в тепловых сетях Виды потерь энергии и ресурсов в тепловых сетях Энергосбережение в теплоэнергетике.
  • ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ И СРАВНЕНИЕ ИХ С НОРМАТИВНЫМИ.
  • Методика определения фактических потерь тепловой энергии через тепловую изоляцию трубопроводов водяных тепловых сетей систем.
  • Расчет потерь в тепловых сетях . Потери в тепловых сетях . Блог инженера теплоэнергетика
  • Определение потерь тепловой энергии при транспортировании теплоносителя от котельной до потребителя