Модернизация городских индивидуальных тепловых пунктов

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.

1. Выдержки из Информационно-аналитического доклада ФГБУ «Российское энергетическое агентство» Минэнерго России, Москва, 2018 г. Теплоэнергетика и централизованное теплоснабжение России в 2015-2016 годы // Новости теплоснабжения. 2018. №3(211). С. 8-17.

2. Семенов В.Г. Стратегия развития теплоснабжения и когенерации в Российской Федерации до 2025 года, проект на 2019 год. Доступно по: https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=3140. Ссылка активна на 14 апреля 2022.

3. Xiaofang S., Peng W., Panhong R., Hua Z. The Influence of Central Regulation Methods upon Annual Heat Loss in Heating Network // MATEC Web of Conferences. 2016. Vol. 54, N06004.

4. Звонарева Ю.Н., Ваньков Ю.В. Работа системы теплоснабжения при поэтапном внедрении автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2017. Т. 19. №1-2. С. 31-40.

5. Кикоть Е.А., Газизов Ф.Н. Выбор структуры тепловой генерации в городах РФ при актуализации схем теплоснабжения. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2020. Т. 22. № 5. С. 71-82.

6. Рафальская Т.А. Мансуров Р.Ш. Оценка влияния температуры воды в системе горячего водоснабжения на температурный режим помещений // Водоснабжение и санитарная техника. 2017. №4. С.42-49.

7. Семенов В.Г. Нормативы на подогрев горячей воды // Новости теплоснабжения. 2018. № 6 (214). С. 8–17.

8. Pieper H., Ommen T.S., Markussen W.B. and Elmegaard B. Optimal Usage of Low Temperature Sources to Supply District Heating by Heat Pumps // Proceedings of ECOS 2017:30th InternationalConference of Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems; 2–6 July 2017; San Diego, California, USA.

9. Østergaard D.S., Smith K.M. Tunzi М., Svendsen S. Low-temperature operation of heating systems to enable 4th generation district heating: A review // Energy. 2022. Vol. 891. P. 123529.

10. Rotov P.V., SivukhinА.А., Gafurov R. A., RotovaМ.А. About standards for hot water heating // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1683 (4). P. 042017.

11. Rotov P.V., Zhukov D.A., Zhukova A.V., Sivukhin A.A. About economy of fuel and resources in the hot water supply system // Journal of Physics: Conference Series. 2017. Vol. 891. P. 012160.

12. Яковлев Б.В. Повышение эффективности систем теплофикации и теплоснабжения. М.: Новости теплоснабжения, 2008. 446 с.

13. Gazizov F.N., Akhmetova I.G. Development of technique and program for analysis of options for transition to a closed hot-water supply scheme for heat supply systems // Power Engineering Research Equipment Technology. 2019. Vol. 21, N3. pp. 126-134.

14. Ротов П.В. Сивухин А.А. Оценка эффективности технологий регулирования нагрузки горячего водоснабжения // Энергосбережение и водоподготовка. 2016. № 6. С. 22-28.

15. П.В. Ротов, А.А. Сивухин, М.А. Ротова, Р.А. и др. Об эффективности управления циркуляцией горячей воды // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2020. Т. 22. № 5. С. 117-129.

16. Горинов Ю.А., Анисимов П.Н. Повышение эффективности систем централизованного теплоснабжения модернизацией ИТП. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2022. 24(3):101-111. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2022-24-3-101-111.