10912

– коэффициент, учитывающий отношение термического со- противления утеплителя (или однородной конструкции) к сопротивлению теплопередаче, определяется расчетом;

tв – расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая по [3] и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;

tоп – средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С, принимаемая в соответствии с СП [4] с учетом требований нормативных документов по проектированию отдельных видов зданий и сооружений;

Zоп – продолжительность отопительного периода, ч/год, принимаемая

всоответствии с СП [4];

т– коэффициент, учитывающий дополнительно потери теплоты на инфильтрацию наружного воздуха и принимаемый равным 1,05;

Ен.п. – норматив для приведения разновременных затрат, 1/год, при- нимаемый в размере 0,08;

lт – коэффициент, учитывающий изменение стоимости тепловой энергии на перспективу;

λут – расчетный коэффициент теплопроводности материала тепло- изоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции или одно-

родной (однослойной) ограждающей конструкции, Вт/(м ×°С) [1]. Авторами проведены и представлены на рисунках 1 и 2 результаты

расчетов экономически обоснованного значения толщины утеплителя мно- гослойной ограждающей конструкции наружной стены для различных го- родов Российской Федерации, расположенных в разных климатических поясах: от города Петропавловск-Камчатский (tн = –18 °С) до города Якут- ска (tн = –52°С), имеющих различную отпускную стоимость тепловой энергии потребителям, с последующим сравнением полученной величины толщины утепляющего слоя δут, мм, с нормируемыми значениями, полу- ченными по методике расчета СП [1].

Полученные результаты исследований позволяют сделать вывод о несовершенстве нормативных требований к тепловой защите зданий [1]. Для решения задачи оптимизации капитальных и эксплуатационных затрат в строительстве при проектировании теплового контура с учетом повы- шенных требований к энергосбережению и повышению энергоэффектив- ности объектов жилищно-коммунального хозяйства нашей страны необхо- димо учитывать экономические факторы стоимости энергоносителей и конструктивных утепляющих материалов (СТ и Сут, соответственно), поз- воляющие для рассматриваемого региона проводить научно-обоснованный выбор конструкции наружных стен.

260

Рисунок 1 – Результаты расчета экономически целесообразного сопротивления теплопередаче утепляющего слоя различных регионов Российской Федерации ( в скоб- ках указано цифровое обозначение субъектов РФ)

Например, в городах, где стоимость единицы теплоты сравнительно невысокая (в г. Кемерово значение стоимости 1 Гкал тепловой энергии со- ставляет СТ =1400 руб/Гкал), толщину утеплителя можно уменьшать по сравнению с нормативными требованиями [1], получая тем самым значи- тельную экономию при строительстве и эксплуатации многоквартирных жилых домов.

261

Рисунок 2 – Сравнительный анализ толщины утеплителя по СП [1] и экономиче- ски обоснованной толщины утеплителя наружных стен по методике [2]: 1 – величина толщины утеплителя по СП [1]; 2 – экономически обоснованная толщина утеплителя

[2]

В городах же, где себестоимость производства 1 Гкал теплоты зна- чительно выше (например, в г. Магадан СТ = 5600 руб/Гкал), экономически целесообразно увеличение толщины слоя утеплителя, приводящее к сни- жению энергопотребления объекта в целом за отопительный период.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. – М.: ФАУ «ФЦС», 2012. – 95 с.

2.Руководство по определению экономически оптимального сопро- тивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий различного назначения. М: Стройиздат, 1981.

3.ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. М.: Стандартинформ, 2013.

4.СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализирован- ная редакция СНиП 23-01-99*. М.: ФАУ «ФЦС», 2013.

262

ТИХОМИРОВ А.Л., канд. техн. наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции; ТИХОМИРОВ С.А., канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции; ГВОЗДИКОВ И.В., студент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции; СКАСЫРСКИЙ А.В., студент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции

ФГБОУ ОВ «Донской государственный технический университет», г. Ро-

стов-на-Дону, Россия, gvozdikovtgsiv@yandex.ru

НАЛАДКА РАБОТЫ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ ПОСЛЕ ПЕРЕНОСА ИСТОЧНИКА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

В настоящее время регулирование гидравлических режимов тепло- вых сетей является одним из важных критериев работы стабильной и устойчивой системы теплоснабжения. При смене источника тепловой энергии возникает много вопросов и проблем, связанных с гидравликой сетей теплоснабжения. Такие же проблемы произошли в Ростове на Дону при изменении источника тепла с вводов от ТЭЦ на котельную, распола- гающуюся на улице Веры Пановой.

Изначально существовало 3 отдельные сети снабжающих район «Сельмаш»: Нива 1, которая снабжала теплом системы отопления верх- нюю часть микрорайона, Нива 2, снабжающая нижнюю часть, и Нива ГВС, отдающая тепло на нужды горячего водоснабжения. Каждая из них рабо- тала на разных параметрах и стабильно отапливала микрорайон «Сель- маш». Позже было принято решение о постройке новой котельной, и изме- нении источника на данную котельную.

Перед сменой источника теплоты обязательно проводится анализ существующей сети, состоящий из:

1)Актуализацию схемы теплоснабжения переключаемых объектов на момент выполнения работ по данным фактического обхода и замеров.

На этом этапе выявляется действительная конфигурация системы теплоснабжения, длины и диаметры трубопроводов, места подключения зданий потребителей, тип прокладки трубопроводов, тип изоляции, нали- чие запорной арматуры и ещё многое- многое другое.

2)Анализ схем теплопотребления отапливаемых объектов на момент выполнения работ по данным фактического обхода и замеров.

На этом этапе выявлялись действительные схемы теплопотребления каждого здания и сооружения с учётом диаметров тепловых вводов, схем тепловых пунктов, нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водо- снабжение.

3)Произвели перерасчет графика регулирования теловой нагрузки.

263

4) Расчет расхода сетевой воды по каждому участку системы тепло- снабжения для выбора оптимального диаметра трубопроводов или исполь- зования уже имеющейся системы теплоснабжения.

5)Расчёт гидравлического режима работы и расчёт внутренних диа- метров ограничительных устройств.

Но с учетом всех проведенных мероприятий система не работала в нужном режиме. На некоторых участках было недостаточно давления, вы- даваемого на выходе из котельной, на других же наоборот, избыток давле- ния, что вызвало множество порывов. Для приведения системы в нормаль- но работающее состояние проводилась наладка тепловой сети.

При наладке режимов теплоснабжения необходимо учитывать не- одинаковые условия доставки теплоты на различные расстояния. В сетях большой протяженности при регулировании режимов потребители вблизи станций начинают получать теплоту новых параметров значительно рань- ше дальних потребителей. Это запаздывание, определяемое временем пе- ремещения теплоносителя от источника к концу сети.

Чтобы упростить наладку системы и уменьшить трудозатраты на расчеты, была создана электронная модель тепловой сети в программе Zulu GIS(рисунок 1) с расширением Zulu Thermo. С помощью этой программы производилась наладка системы. Это способствовало более простому ре- шению поставленных задач и скорым улучшением результатов проводи- мых работ по оптимизации системы теплоснабжения.

Рисунок 1 – Программа Zulu GIS

После проведенных расчетов и работ по наладке система была отла- жена и введена в работу. Но в то же время остаются проблемы связанные с частыми порывами из-за высокой изношенности тепловых сетей и недо- гревом удаленных потребителей.

264

ЕНДАЛЬЦЕВ К.О., магистрант; ГУСЕВА О.А., к-т техн. наук; ПТАШКИНА-ГИРИНА О.С., к-т техн. наук, доцент.

ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет», г. Челябинск, Россия,

endaltsev1995@mail.ru, gusevaoa@mail.ru, girina2002@mail.ru

РАЗРАБОТКА СТЕНДА ПО ИССЛЕДОВАНИЮ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК СВОБОДОПОТОЧНЫХ ТУРБИН ДЛЯ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

На сегодняшний день прослеживается тенденция внедрения меро- приятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности, в том числе путем использования нового или модернизированного оборудования на базе возобновляемых источников энергии.

Затраты на электроэнергию являются основной составляющей себе- стоимости коммунальных услуг по водоснабжению для населения и про- мышленных предприятий. Поэтому остро стоит проблема экономии и ра- ционального использования энергоресурсов в водопроводных системах.

Анализ водопроводных систем выявил основные причины их низкой эффективности (рисунок 1)[1,2].

Рисунок 1 – Причины низкой эффективности водопроводной сети

Некомплексный подход можно решить путем внедрения гидравличе- ских турбин в эти системы, которые будут преобразовывать энергию мас- сы воды в электроэнергию.

Использование гидравлических турбин в системе водоснабжения осложняется их спецификой, в связи с чем классические турбины не под- ходят[3].

Проведенный анализ существующих турбин помог определить наиболее подходящие турбины для систем водоснабжения и водоотведе- ния, которыми стали свободопоточные турбины.

Наиболее выгодное расположение лопастей имеют роторы Дарье. Выделяют три основных типа: сферический, ортогональный (H-ротор) и спиральный роторы (рисунок 2).

265

Рисунок 2 – Виды роторов Дарье

Анализ зарубежных компаний показал, что американская компания использует сферический ротор Дарье, компания из Гонконга – ортогональ- ный ротор[4]. Однако ранее перечисленные турбины не подходят для наших водопроводных систем в связи с их отличием.

С целью определения наиболее подходящей турбины для водопро- водных систем России был разработан исследовательский стенд.

На начальном этапе была спроектирована трехмерная модель, состо- ящая (рисунок 3) из неподвижной арматуры, на которой установлены: бак 8, насос 7, задвижка 6 для регулирования расхода и блок с турбиной 5. Для определения напорно-расходной характеристики система снабжена расхо- домером 4 и манометрами 3, которые будут снимать показания падения давления в трубопровод[5].

Рисунок 3 – 3D-модель стенда

1 – Стол; 2 – Система управления; 3 – Манометры; 4 – Расходомер; 5 – Блок с турбиной; 6 – Задвижка; 7 – Насос; 8 – Бак.

266

Для исследования были изготовлены три гидравлические турбины (рисунок 4).

Рисунок 4 – Испытуемые турбины: (а) – сферическая турбина по типу пропел- лерной; (б) – винтовой ротор Дарье; (в) – сферический ротор Дарье.

Турбины будут помещаться в блок с турбин 5 (рисунок 3). Более де- тальное изображение представлено на рисунке (5(б)). Основным отличием данной установки является быстросъемная турбина 7, которая помещается в прозрачный цилиндр из оргстекла 6. Сам цилиндр устанавливается в корпус на центровочные шпильки 8 и закрывается крышкой 2 и фланцем 1, которые стягиваются болтами 3. Таким образом, после проведения опытов на одной турбине можно быстро сменить исследуемый элемент и продол- жить опыты.

(а)

267

(б)

Рисунок 5 – Блок с турбиной: (а) – 3D – модель; (б) – модель в разрезе: 1– фланец; 2–крышка из оргстекла; 3–болты; 4–подшипники; 5–уплотнительные резинки; 6–цилиндр из оргстекла; 7–турбина; 8–центровочные шпильки; 9–труба; 10–манжета; 11–вал; 12–нижняя крышка.

Стенд в сборе имеет следующий вид.

Рисунок 6 – Исследовательский стенд

268

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Феофанов Ю.А., Адельшин А.Б., Нуруллин Ж.С. Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов // Известия КГАСУ. 2012.

2.Мельников В.Ю. Повышение энергоэффективности использования электрической энергии объектами городского водоснабжения: Учебное по- собие / В.Ю. Мельников. – Павлодар: Инновац. Евраз. Ун-т, 2015.

3.Гусева О.А, Пташкина-Гирина О.С. Маркетинговое исследование гидросилового оборудования для малой гидроэнергетики // Экокультура и фитобиотехнологии улучшения качества жизни в Каспии / Астрахань: Из- дательский дом «Астраханский университет», 2010. – С. 12-15.

4.Ендальцев К.О., Гусева О.А. Использование гидравлической энер- гии водопроводных систем // Приоритетные направления развития энерге- тики в АПК: сборник статей по материалам I Всероссийской (националь- ной) научно-практической конференции (28 сентября 2017г.) – Курган: Изд-во Курганской ГСХА, 2017. – С. 114-117.

5.Ендальцев К.О., Гусева О.А. Разработка лабораторного стенда по исследованию рабочих характеристик гидравлических турбин водопро- водных систем // Возобновляемые источники энергии: материалы Всерос- сийской научной конференции с международным участием и XI молодеж- ной школы: 3-6 декабря 2018 года, Москва. – Москва : МАКС Пресс, 2018.

–С.408-412.

ГУСЕВА О.А., к.т.н., доцент; ПТАШКИНА-ГИРИНА О.С., к.т.н., доцент; ЖАРКОВ Е. В., магистрант

ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет», г. Челябинск, Россия, gusevaoa2010@mail.ru

girina2002@mail.ru zhenya.zharkov.2123@mail.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ИСПАРИТЕЛЕ ТЕПЛОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

Значительную долю в топливно-энергетическом балансе России со- ставляют нужды теплоснабжения.

Основное назначение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты требуемого качества (т.е. теплоносителем требуемых параметров). Затраты на тепло-

269