Оптимальная периодичность изменения температуры теплоносителя на источнике теплоты и влияние скорости её изменения на потери тепловой энергии

ЦЕЛЬ. В современных реалиях эксплуатация тепловых сетей системы централизованного теплоснабжения сопряжена с постоянным поиском способов минимизации потерь тепловой энергии. МЕТОДЫ. Поэтому высокую актуальность приобретает задача минимизации потерь тепловой энергии при осуществлении регулирования температуры, подаваемой теплоносителя от источников теплоты. При эксплуатации тепловых сетей централизованного теплоснабжения в Российской Федерации регулирование подачи теплоты потребителям в течение отопительного периода осуществляется в зависимости от температуры наружного воздуха, как правило, двумя способами: качественный способ за счет изменения температуры воды в подающей магистрали тепловой сети; качественно-количественный за счет изменения температуры и расхода воды в подающей магистрали тепловой сети. Применяемые способы регулирования связаны с необходимостью поддержания стабильного гидравлического режима тепловых сетей. Действия по регулированию подачи теплоты потребителям выполняются на источнике тепловой энергии в соответствии с указанием диспетчера тепловых сетей согласно утвержденному температурному графику для системы теплоснабжения. РЕЗУЛЬТАТЫ. В работе приводятся результаты исследования зависимости изменения фактических тепловых потерь для участка теплосети, находящего в процессе эксплуатации в нестационарном режиме. Предложены критерии задания диспетчером теплосети температуры теплоносителя на источнике теплоты, требуемой для исполнения температурного графика. Полученные результаты также могут быть использованы в организациях, эксплуатирующих тепловые сети централизованного теплоснабжения, для обеспечения регулирования режима работы теплосети при минимуме потерь тепловой энергии. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Характер изменения температуры подаваемого теплоносителя в сеть (интервал задания нового значения и скорости изменения температуры) непосредственно влияет на потери тепловой энергии в окружающую трубопроводы среду, возникающие в результате градиента температур теплоносителя в трубопроводе и окружающей среды. Учитывая то, что значения температур наружного воздуха, теплоносителя, влияющих на режим работы теплосети, постоянно изменяются во времени, процессы теплообмена (теплопередачи) между теплоносителем и окружающей трубопровод средой являются нестационарными. В работе рассмотрены текущие требования нормативно-технических документов касательно задания режима работы теплосети, проанализированы факторы, влияющие на изменение режима теплосети.

1. Приказ Минэнерго России от 24.03.2003 N 115 «Об утверждении Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок «(Зарегистрировано в Минюсте России 02.04.2003 N 4358).

2. Приказ Госстроя РФ от 13.12.2000 N 285 «Об утверждении Типовой инструкции по технической эксплуатации тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения».

3. РД 153-34.0-20.507-98. Типовая инструкция по технической эксплуатации систем транспорта и распределения тепловой энергии (утв. РАО «ЕЭС России» 06.07.1998).

4. СП 131.13330.2018 «СНИП 23-01-99* Строительная климатология» (утв. приказом Минстроя России N 763/пр от 28.11.2018).

5. Ахметова И.Г., Лапин К.В. Исследование нестационарных процессов теплообмена в тепловых сетях централизованного теплоснабжения // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14. № 3 (55). С. 13-26.

6. Приказ Минэнерго России от 19.06.2003 N 229 "Об утверждении Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации" (Зарегистрировано в Минюсте России 20.06.2003 N 4799).

7. Рожков Р.Ю. Методика плавного регулирования температуры теплоносителя на выходных коллекторах энергоисточников. Журнал «Новости теплоснабжения» N 02 (150) 2013 г.

8. Панферов В.И., Гавей О.Ф. Об оптимальном управлении температурой теплоносителя в тепловых сетях. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. N 4. Т. 14. 2014 г.

9. СП 131.13330.2012. Свод правил. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (утв. Приказом Минрегиона России от 30.06.2012 N 275) (ред. от 17.11.2015).

10. Приказ Минэнерго России от 30.12.2008 N 325 «Об утверждении порядка определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя».

11. Горинов Ю.А., Анисимов П.Н. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики // Повышение эффективности систем централизованного теплоснабжения модернизацией ИТП. Т. 24, № 3 (2022) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2022-24-3-101-111.

12. Халлыев И., Гильфанов К.Х. Снижение стоимости теплонасосной системы теплоснабжения путем замены коллектора первого контура. Известие высших учебных заведений. Проблемы энергетики // 2020. Т. 22. № 1. С. 28-37. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2020-22-1-28-37.

13. Гильфанов К.Х., Якимов Н.Д., Минвалеев Н.Ю., и др. Нестационарные трение и теплообмен в начальном участке трубопровода при сбросе тепловой нагрузки. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики // 2018. Т.20. № 5-6. С.22-28. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2018-20-5-6-22-28.

14. Афанасьев В.В., Ковалев В.Г., Тарасов В.А., и др. Исследование нестационарных тепловых режимов отопления зданий и сооружений. Вестник ЧувГУ. 2017. №1.С 20-28.

15. Паулаускайте Сабина, Валанчюс Кястутис. Материалы Международной научнотехнической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции», 23 – 25 ноября 2021, МГСУ.

16. Matthias Finkenrath,Till Faber, Fabian Behrens, Stefan Leiprecht. Holistic modelling and optimisation of thermal load forecasting, heat generation and plant dispatch for a district heating network. V.250, 1 July 2022, 23666. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.123666.

17. Hjörleifur G. Bergsteinsson, Phillip B. Vette, Jan Kloppenborg Møller, Henrik Madsen. Energy Conversion and Management. Estimating temperatures in a district heating © Ахметова И.Г., Лапин К.В. 21 network using smart meter data. V. 269, 1October 2021, 116113. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.116113.

18. Бирюлин В.И., Куделина Д.В. Разработка модели для анализа способов снижения несимметрии напряжений в системах электроснабжения // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2022. Т.24. №2. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2022-24-2-73-86.

19. Sophie Knöttner, b Benedikt Leitne, René Hofmann. Impact of recent district heating developments and low-temperature excess heat integration on design of industrial energy systems: An integrated assessment method. Energy Conversion and Management. Volume 263 , 1 July 2022 , 115612. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.115612