probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2025-27-4-135-146probener-3482Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫENERGY SYSTEMS AND COMPLEXESСравнение эффективности вариантов реконструкции тепловой сетиComparison of the efficiency of options for the reconstruction of the heating networkВалиевР. Н.ValievR. N.

Валиев Радик Нурттинович – доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика и системы теплоснабжения»

г. Казань

Radik N. Valiev

Kazan

valievkgeu@yandex.ruКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation202507092025274135146Copyright © Валиев Р.Н., 20252025Валиев Р.Н.Valiev R.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/3482

Тепловая сеть, которая выработала свой ресурс, нуждается в реконструкции. На этапе составления технического задания возникает необходимость в определении наиболее выгодного с точки зрения капитальных и эксплуатационных затрат варианта прокладки тепловой сети. В статье предложена и рассмотрена методика сравнения эффективности вариантов реконструкции тепловой сети, которая учитывает затраты на строительство и транспортировку теплоносителя, тепловые потери и потери с утечками в окружающую среду. Суть методики заключается в выборе и определении нескольких, наиболее значимых видов затрат и потерь для каждого из рассматриваемых вариантов реконструкции тепловой сети и последующем сравнении и сопоставлении их относительных значений по вариантам. Методика сочетает в себе определение нормативной цены строительства по укрупненным нормативам с расчетом тепловых сетей с использованием возможностей программного обеспечения ZuluThermo и MS Excel. Рассмотрена и рассчитана распределительная тепловая сеть и возможные варианты ее реконструкции. Для каждого варианта проведены: конструкторский расчет для определения диаметров трубопроводов на участках и наладочный расчет для определения расчетных значений характеристик тепловой сети. Выполнено сравнение эффективности вариантов. Наиболее эффективным является вариант с бесканальной прокладкой трубопроводов в битумоперлитной изоляции с насосным смешением у потребителя, но по причине того, что теплотрасса проходит через промышленную зону, к прокладке рекомендован чуть менее эффективный вариант реконструкции с надземной прокладкой трубопроводов на низких опорах в пенополиуретановой изоляции с насосным смешением у потребителя.

The heating network of the heat supply system, which has exhausted its resource, needs reconstruction. At the stage of choosing the method of relaying the heating network, there is a need to determine the most profitable reconstruction option in terms of capital and operating costs. The article proposes a methodology based on the comparison and contrast of the most significant types of costs and losses during the life cycle of heat networks: during construction, during the transportation of heat carrier, in case of leaks of heat carrier and through thermal insulation. A comparative analysis of possible options based on relative performance indicators determined as a result of processing initial, standard and calculated data is carried out using ZuluThermo and MS Excel programs. The distribution heating network and possible options for its reconstruction are considered and calculated. For each option, a design calculation was carried out to determine the diameters of pipelines in the sections and an adjustment calculation to determine the calculated values of the characteristics of the heating network. A comparison of the effectiveness of the options was performed. The most effective option is with duct-free piping in bitumen-perlite insulation with pumping mixing for the consumer, but due to the fact that the heating main passes through an industrial area, a slightly less efficient reconstruction option with above-ground piping on low supports in polyurethane foam insulation with pumping mixing for the consumer is recommended. The methodology can be used to substantiate the choice of the option for the reconstruction of the heat supply network.

система теплоснабжениятепловая сетьреконструкциязатратывыбор вариантаZuluThermoheat supply systemheat networkreconstructioncostschoice of optionZuluThermoReferencesСовершенствование системы централизованного теплоснабжения: анализ и предложения по повышению надежности / И. Г. Ахметова, А. Я. Сабирзанов, А. Р. Нурисламова, Д. Т. Ахметов // Вестник Казанского государственного энергетического университета. – 2025. – Т. 17, № 1(65). – С. 71-79.Sovershenstvovaniye sistemy tsentralizovannogo teplosnabzheniya: analiz i predlozheniya po povysheniyu nadezhnosti / I. G. Akhmetova, A. Y. Sabirzanov, A. R. Nurislamova, D. T. Akhmetov // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta. – 2025. – T. 17, № 1(65). – S. 71-79.Влияние планировки функциональных зон городов на развитие систем теплоснабжения / В. Н. Мелькумов, С. Н. Кузнецов, С. Г. Тульская, А. А. Чуйкина // Научный журнал строительства и архитектуры. – 2019. – № 1(53). – С. 116-123. – DOI 10.25987/VSTU.2019.53.1.011.Influence of the layout of functional zones of cities on the development of heat supply systems / V. N. Mel'kumov, S. N. Kuznetsov, S. G. Tul'skaya, A. A. Chuikina // Russian Journal of BuildingConstruction and Architecture. – 2019. – No. 2(42). – P. 85-92. – DOI 10.25987/VSTU.2019.42.2.009.Критерии оптимальности и условия сравнения проектных решений систем теплоснабжения / В. Н. Мелькумов, К. А. Скляров, С. Г. Тульская, А. А. Чуйкина // Научный журнал строительства и архитектуры. – 2017. – № 4(48). – С. 29-37.Criteria of Optimality and Condition of the Comparison of Design Solutions of Systems of Heat Supply / V. N. Mel'kumov, K. A. Sklyarov, S. G. Tul'skaya, A. A. Chuikina // Russian Journal of Building Construction and Architecture. – 2018. – No. 1(37). – P. 18-28.Лобода, А. В. Проектирование трасс систем теплоснабжения на основе системного анализа / А. В. Лобода, А. А. Чуйкина // Научный журнал строительства и архитектуры. – 2019. – № 3(55). – С. 11-20. – DOI 10.25987/VSTU.2019.55.3.001.Loboda, A. V. Proyektirovaniye trass sistem teplosnabzheniya na osnove sistemnogo analiza / A. V. Loboda, A. A. Chuykina // Nauchnyy zhurnal stroitel'stva i arkhitektury. – 2019. – № 3(55). – S. 11-20. – DOI 10.25987/VSTU.2019.55.3.001.Comparing strategies for improving thermal performance of an existing district heating (DH) network: low temperature DH in Omsk, Russia / S. Chicherin, L. Junussova, T. Junussov, C. Junussov // E3s web of conferences, Barcelona, Spain, 23 апреля 2020 года. Vol. 173. – Barcelona, Spain: EDP Sciences, 2020. – P. 03001. – DOI 10.1051/e3sconf/202017303001.Comparing strategies for improving thermal performance of an existing district heating (DH) network: low temperature DH in Omsk, Russia / S. Chicherin, L. Junussova, T. Junussov, C. Junussov // E3s web of conferences, Barcelona, Spain, 23 апреля 2020 года. Vol. 173. – Barcelona, Spain: EDP Sciences, 2020. – P. 03001. – DOI 10.1051/e3sconf/202017303001.Method for assessing heat loss in a district heating network with a focus on the state of insulation and actual demand for useful energy / S. Chicherin, V. Mašatin, A. Siirde, A. Volkova // Energies. – 2020. – Vol. 13, No. 17. – P. en13174505. – DOI 10.3390/en13174505.Method for assessing heat loss in a district heating network with a focus on the state of insulation and actual demand for useful energy / S. Chicherin, V. Mašatin, A. Siirde, A. Volkova // Energies. – 2020. – Vol. 13, No. 17. – P. en13174505. – DOI 10.3390/en13174505.Chicherin, S. GIS-based optimisation for district heating network planning / S. Chicherin, A. Volkova, E. Latõšov // Energy Procedia : 16, Hamburg, 09–12 сентября 2018 года. – Hamburg, 2018. – P. 635-641. – DOI 10.1016/j.egypro.2018.08.228.Chicherin, S. GIS-based optimisation for district heating network planning / S. Chicherin, A. Volkova, E. Latõšov // Energy Procedia : 16, Hamburg, 09–12 сентября 2018 года. – Hamburg, 2018. – P. 635-641. – DOI 10.1016/j.egypro.2018.08.228.District heating networks: enhancement of the efficiency / U. Sarma, U. Sarma, G. Karnitis, J. Zuters, E. Karnitis // Insights into Regional Development. – 2016. – Vol. 1(3). – P. 200-213. – DOI 10.9770/ird.2019.1.3(2).District heating networks: enhancement of the efficiency / U. Sarma, U. Sarma, G. Karnitis, J. Zuters, E. Karnitis // Insights into Regional Development. – 2016. – Vol. 1(3). – P. 200-213. – DOI 10.9770/ird.2019.1.3(2).Solving the multi-criteria optimization problem of heat energy transport / V. Melkumov, S. Tulskaya, A. Chuykina, V. Dubanin // Advances in Intelligent Systems and Computing. – 2021. – Vol. 1258. – P. 3-10. – DOI 10.1007/978-3-030-57450-5_1.Solving the multi-criteria optimization problem of heat energy transport / V. Melkumov, S. Tulskaya, A. Chuykina, V. Dubanin // Advances in Intelligent Systems and Computing. – 2021. – Vol. 1258. – P. 3-10. – DOI 10.1007/978-3-030-57450-5_1.Novel dynamic simulation model for the thermo-economic analysis and optimisation of district heating systems / G. Barone, A. Buonomano, A. Palombo, C. Forzano // Energy Conversion and Management. – 2020. – Vol. 220. – P. 113052. – DOI 10.1016/j.enconman.2020.113052.Novel dynamic simulation model for the thermo-economic analysis and optimisation of district heating systems / G. Barone, A. Buonomano, A. Palombo, C. Forzano // Energy Conversion and Management. – 2020. – Vol. 220. – P. 113052. – DOI 10.1016/j.enconman.2020.113052.Stennikov, V. A. Optimal planning of heat supply systems in urban areas / V. A. Stennikov, E. E. Iakimetc // Energy. – 2016. – Vol. 110. – P. 157-165. – DOI 10.1016/j.energy.2016.02.060.Stennikov, V. A. Optimal planning of heat supply systems in urban areas / V. A. Stennikov, E. E. Iakimetc // Energy. – 2016. – Vol. 110. – P. 157-165. – DOI 10.1016/j.energy.2016.02.060.Connection Method between Urban Heat-supply Systems Based on Requirement of Limitedheating / T. Ye, Z. Zhigang, W. Zhaojun. // Procedia Engineering. – 2016. – Vol. 146. – P. 386-393. – 10.1016/j.proeng.2016.06.417.Connection Method between Urban Heat-supply Systems Based on Requirement of Limitedheating. / Tian, Ye & Zhou, Zhigang & Wang, Zhaojun // Procedia Engineering. – 2016. – Vol. 146. – P. 386-393. – 10.1016/j.proeng.2016.06.417.Cost-efficiency of urban heating strategies – Modelling scale effects of low-energy building heat supply / A. F. Sandvall, E. O. Ahlgren, T. Ekvall // Energy Strategy Reviews. – 2017. – Vol. 18. – P. 212-223. – DOI doi.org/10.1016/j.esr.2017.10.003.Cost-efficiency of urban heating strategies – Modelling scale effects of low-energy building heat supply / A.F. Sandvall, E. O. Ahlgren, T. Ekvall // Energy Strategy Reviews. – 2017. – Vol. 18. – P. 212-223. – DOI doi.org/10.1016/j.esr.2017.10.003.Третьякова, П. А. Критерии оценки эффективности системы теплоснабжения / П. А. Третьякова // Энергосбережение и водоподготовка. – 2023. – № 2(142). – С. 64-68.Tret'yakova, P. A. Kriterii otsenki effektivnosti sistemy teplosnabzheniya / P. A. Tret'yakova // Energosberezheniye i vodopodgotovka. – 2023. – № 2(142). – S. 64-68.Чуйкина, А. А. Разработка методики и программы расчёта оптимального маршрута трубопроводной трассы системы теплоснабжения / А. А. Чуйкина, О. А. Сотникова // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. – 2021. – № 4 (232). – С. 46-48.Chuykina, A. A. Razrabotka metodiki i programmy raschota optimal'nogo marshruta truboprovodnoy trassy sistemy teplosnabzheniya / A. A. Chuykina,O. A. Sotnikova // Santekhnika, Otopleniye, Konditsionirovaniye. – 2021. – № 4 (232). – S. 46-48.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.