Горинов Юрий Аркадьевич – канд. техн. наук, доцент кафедры «Энергообеспечение предприятий»
г. Йошкар-Ола
Yurij. A. Gorinov
Yoshkar-Ola
Анисимов Павел Николаевич – канд. техн. наук, доцент кафедры «Энергообеспечение предприятий»
г. Йошкар-Ола
Pavel N. Anisimov
Yoshkar-Ola
Егошин Евгений Валерьевич – канд. техн. наук, доцент кафедры «Энергообеспечение предприятий»
г. Йошкар-Ола
Evgenij V. Egoshin
Yoshkar-Ola
ЦЕЛЬ работы заключается в повышении эффективности функционирования централизованных городских систем теплоснабжения путем модернизации индивидуальных тепловых пунктов (ИТП). В статье рассмотрена актуальность вопросов функционирования систем централизованного теплоснабжения с открытым водоразбором. Предложены технические решения, повышающие эффективность работы ИТП с приставкой на горячее водоснабжение. Разработана технологическая схема, выполнен подбор оборудования ИТП. Приведено обоснование применения разработанных технических решений в виде основных технико-экономических, инвестиционных показателей. Объективность определения технико-экономического эффекта модернизации ИТП обеспечена сравнением полученных показателей модернизированного и аналогичных ему объектов.
МЕТОДЫ. При решении поставленных задач применены методы: натурных испытаний на реальном объекте; обработки экспериментальных данных с применением прикладных программ; технико-экономического обоснования в коммунальной теплоэнергетике.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены следующие технические показатели в результате внедрения разработанных технических решений модернизации индивидуальных тепловых пунктов в многоквартирных домах г. Йошкар-Олы: достигнуто снижение расхода сетевой воды на 36 – 39 %; снижение среднегодовой температуры в обратном трубопроводе составило 2,9 ºС (с 52,2 °С до 49,3 °С); теплосодержание горячей воды составило 0,136 Гкал/м3 (норматив - 0,068 Гкал/м3), при этом требуемая циркуляция теплоносителя в системе горячего водоснабжения обеспечена в полном объеме. Суммарные потери тепловой энергии в сетях за период с октября 2021 г. по сентябрь 2022 г. составляют 3486,4 Гкал или 11,4 % от отпущенной потребителю теплоты при нормативе 13 %, установленным тарифом. По сравнению с домом-аналогом без системы управления погодным регулированием (СУПР) потребление тепловой энергии за отопительный сезон снижено на 80 Гкал (10,9 %).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Впервые для применения в открытой схеме присоединения ц централизованному источнику потребителей разработана схема ИТП с возможностью регулирования расхода циркуляционной воды системы ГВС и установкой гидроэлеватора с погодным регулированием. Применение разработанного технического решения модернизации ИТП актуально для систем с открытым водоразбором. В результате выполнения экспериментальных исследований выявлено влияние совместной установки насоса и регулирующего клапана на линии рециркуляции ГВС перед узлом смешения рециркуляции ГВС с обратным трубопроводом системы отопления и гидроэлеватора с погодным регулированием. Результаты исследования могут быть использованы при выборе схемных решений модернизации ИТП и обосновании оптимальных технико-экономических показателей рассматриваемых вариантов. Опыт эксплуатации показал, что применение разработанной технологической схемы ИТП с открытым присоединением систем ГВС имеет следующие положительные эффекты: снижение расхода сетевой воды, снижение температуры в обратном трубопроводе тепловой сети, уменьшение тепловых потерь; улучшение циркуляции теплоносителя в системе ГВС; снижение потребления тепловой энергии в период «нижней» срезки температурного графика; сдерживание роста отпускных тарифов на тепловую энергию.
The PURPOSE of this work is to develop technical solutions to increase the efficiency of functioning of centralized urban heating systems by modernizing local heat distribution stations. The article considers the issues of functioning of district heating systems with open water intake. The work presents technical solutions that increase the efficiency of the local heat distribution station with a hot water supply unit. A technological scheme has been developed, the selection of equipment has been made. The feasibility of using the developed technical solutions is confirmed by technical, economic and investment indicators. The objectivity of determining the technical and economic effect of the modernization of the local heat distribution station is ensured by comparing the obtained indicators of the modernized and similar facilities.
METHODS. To fulfill the objectives of the study, the following methods were applied: full-scale tests on a real object; processing of experimental data using application programs; feasibility study in the municipal heat power industry.
THE RESULTS show an improvement in the technical and economic performance of the heating and hot water supply system of an apartment building in Yoshkar-Ola city: reduced network water consumption by 36–39%; temperature drop in the return pipeline was 13.5%; the heat content of hot water has been reduced to 0.168 Gcal/m3 (normative heat content is 0.145 Gcal/m3), the required circulation was ensured in all risers of the hot water supply system. The total losses from October 2021 to September 2022 are 3486,4 Gcal or 11.4% of heat supplied to consumers, which is less than 13% set by the tariff. Compared to a similar house without a regulation depending on the outside air temperature, the consumption of thermal energy during the heating season is reduced by 80 Gcal (10.9%).
CONCLUSION. The new scheme of a local heat distribution station has been proposed, including the regulation of domestic hot water (DHW) recirculation, as well as the installation of a hydroelevator with weather regulation. The developed technical solution is relevant for district heating systems with open water intake. For the first time, an experimental study of the effect of the joint installation of the following equipment was carried out: a pump and a control valve on the DHW recirculation line before the recirculation mixing unit with the return pipeline of the heating system; hydraulic elevator with weather regulation. The results of the study can be used in the feasibility study of similar circuit solutions for the modernization of DHW systems. Operating experience has shown that the application of the developed technological scheme of local heat distribution station has positive effects: reduction of network water consumption, temperature in the return pipeline and heat losses; improvement of circulation in all risers of the DHW system; reduction of thermal energy consumption during the period of the “lower” cutoff of the temperature graph; curbing the growth of tariffs for thermal energy.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.