10912

Для визуального отображения результатов исследований были со- ставлены графики зависимости сроков окупаемости от СДЗ, которые поз- воляют определить наиболее рентабельный комплекс мероприятий при ка- питальном ремонте.

На рисунке 1 изображены результаты исследования комплекса мероприятий, в котором рассчитываются варианты утепления наружных стен без модернизации системы отопления. На рисунке 2 изображены результаты исследования комплекса мероприятий, в котором рассчитываются варианты модернизации системы отопления. На рисунке 3 изображены результаты исследования комплекса мероприятий, в котором рассчитываются варианты утепления наружных стен при полной автомати- зации всей системы отопления. На рисунке 4 изображены результаты исследования комплекса мероприятий, в котором рассчитываются варианты утепления наружных стен и установки термостатов во всей си- стеме отопления.

Рисунок 1 - Результаты расчета срока окупаемости при различных вариантах утепления стен без модернизации системы отопления (Вариант 1 – утепление стен до Rтр, вариант 2 – утепление стен до Rнорм, вариант 3 – локальное утепление стен)

330

Рисунок 2 - Результаты расчета срока окупаемости при различных вариантах модернизации всей системы отопления (Вариант 1 – установка термостатов, вариант 2

– полная автоматизация системы, вариант 3 – модернизация ИТП)

Рисунок 3 - Результаты расчета срока окупаемости при различных вариантах утепления наружных стен и полной автоматизации всей системы отопления (Вариант 1

– утепление стен до Rтр, вариант 2 – утепление стен до Rнорм, вариант 3 – локальное утепление стен)

331

Рисунок 4 - Результаты расчета срока окупаемости при различных вариантах утепления наружных стен и установке термостатов во всей системе отопления (Вариант 1 – утепление стен до Rтр, вариант 2 – утепление стен до Rнорм, вариант 3 – локальное утепление стен)

Используя данную методику можно подсчитать удельную экономию денежных средств после достижения срока окупаемости мероприятий по модернизации систем активного и пассивного обеспечения параметров микроклимата и определить максимальную денежную экономию. К при- меру, для девятиэтажного двухсекционного жилого дома за отопительный период по ценам на 2018 г. рассчитаем удельную экономию четвертого комплекса мероприятий:

−Вариант 1 – Э = 120 руб/(м2∙год);

−Вариант 2 – Э = 94 руб/(м2∙год);

−Вариант 3 – Э = 59,5 руб/(м2∙год).

Максимальная денежная экономия состовляет Э = 1458000 руб/год. По результатам исследования можно сделать выводы, что с учетом

капитальных затрат, совершенно невыгодными вложениями являются при- меры, приведенные на рисунках 2 и 3, так как срок окупаемости в некото- рых случаях превышает срок службы жилого дома. Пример комплекса без модернизации системы отопления, приведенный на рисунке 1 является наиболее рентабельным, но по экономии денежных средств, к завершению срока окупаемости, уступает примеру с установкой термостатов во всей си- стеме отопления и утеплении наружных стен, приведенным на рисунке 4.

В итоге, данная методика, основываясь на расчете сроков окупаемо- сти, позволяет решить проблему выбора и экономического обоснования

332

наиболее эффективного конструктивного исполнения систем обеспечения параметров микроклимата при проведении капитального ремонта.

Рекомендуется к использованию проектно-сметными, строительны- ми организациями при реконструкции существующего жилого фонда на стадии разработки строительной документации.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффектив- ности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Россий- ской Федерации».

2.СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. М.: ФАУ «ФЦС», 2012. 96 с.

3.Самарин, О.Д. Теплофизические и технико-экономические основы теплотехнической безопасности и энергосбережения в здании / О.Д. Сама-

рин. – М.: МГСУ, 2007. – 160 с.

МУФТАХУТДИНОВА З.Р., старший преподаватель кафедры теплоэнергетики; БУЗИЛОВА А.Д., студент института энергетики и жи- лищно-коммунального хозяйства

ФГБОУ ВО «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова», г. Ижевск, Россия, zulfiya.muft@gmail.com.

АНАЛИЗ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛОГО ДОМА В Г. ИЖЕВСК

Основная задача любой системы теплоснабжения заключается в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты (теплоно- сителем требуемых параметров). В зависимости от нахождения источника теплоты по отношению к потребителям системы теплоснабжения подраз- деляются на централизованные и децентрализованные.

При централизованном теплоснабжении предусматривается: получе- ние горячего теплоносителя – нагрев воды до нужной температуры, транс- портировка горячего теплоносителя, трансформирование горячего тепло- носителя для нужд населения, распределение тепловой энергии непосред- ственно потребителям.

В этой схеме большое внимание отдается производству тепла, а так- же его транспортировке, из-за чего возникает множество тепловых потерь: потери при внешнем охлаждении при транспортировке теплоносителя со- ставляют 12-20 %, потери с утечками теплоносителя 5-20 % , затраты на перекачку теплоносителя составляют 6-10 %, затраты на химическую во-

333

доподготовку 15-25 % от стоимости тепловой энергии[4]. Такие высокие потери связаны со значительным износом оборудования и особенно тепло- вых сетей. Тепловые сети – это самый ненадежный элемент централизо- ванного теплоснабжения.

На этом фоне все увереннее выглядят позиции децентрализованного теплоснабжения. В настоящее время такая система имеет все большее рас- пространение. Это происходит благодаря значительному объему нового строительства как в пригороде и сельской местности, так и жилищного строительства в городской застройке. Так же все чаще встают проблемы получения отпуска тепловой энергии, возникающие из-за нехватки мощно- стей централизованных источников и тепловых сетей. Автономные источ- ники теплоснабжения работают на газе и в автоматическом режиме, по- этому они становятся конкурентоспособными с централизованными ис- точниками.

Децентрализованное теплоснабжение включает поквартирные си- стемы отопления и горячего водоснабжения, а также домовые, включая многоэтажные здания с пристроенной или крышной котельной. Такие си- стемы теплоснабжения позволяют лучше подстроить производство тепло- ты под конкретные условия населения. А отсутствие внешних сетей позво- ляет избежать потери теплоты при транспортировке теплоносителя.

Децентрализованное теплоснабжение имеет возможность поквар- тирного регулирования. Однако, использование поквартирного оборудова- ния жильцами не всегда дает возможность использовать это как преиму- щество. Так же нужно учитывать, что для обслуживания индивидуальных источников теплоснабжения требуется привлечение специализированных организаций.

Для системы поквартирного теплоснабжения необходимо преду- смотреть устройство системы дымоудаления, т.к. для многоэтажных зда- ний к одному дымоходу на одном этаже может подключаться только газо- ход от одного генератора. А это требует непростых строительных реше- ний. При использовании крышных котельных эти вопросы решаются про- ще.

Еще один недостаток в «копилку» автономных источников тепло- снабжения - это выброс продуктов сгорания в атмосферу, что оказывает пагубное воздействие на экологию. Так же при поквартирном теплоснаб- жении нужно решить вопрос об отоплении лестничных клеток.

Был проведен анализ различных систем теплоснабжения жилого до- ма в г. Ижевск. Многоквартирный пятиэтажный дом включает в себя 30 квартир (трехкомнатные квартиры площадью 58,2 м2, находящиеся с тор- цов дома, и двухкомнатные квартиры площадью 42,1 м2). Принято, что в каждой квартире проживает по четыре человека. Температура наиболее холодной пятидневки для г. Ижевск составляет -33ºС, отопительный пери- од длится 219 дней, средняя температура отопительного периода -5,6ºС [3].

334

Тепловая мощность отопительной установки помещения рассчиты-

быт - бытовые тепловыделения помещения, Вт; ИилиВ - большая из

теплопотерь на нагревание инфильтрующегося или вентиляционного воз- духа, Вт.

Утвержденный норматив потребления горячей воды на одного чело- века в г. Ижевск 3,27 м3/чел. в месяц [1]. Следовательно, на квартиру при проживании в ней четырех человек потребление составит 13,08 м3 в месяц (стоимость 1 м3 воды в г. Ижевск 115,70 руб.). Расход теплоты на нагрев такого количества воды будет равен 1,22 кВт.

При использовании централизованного теплоснабжения трехкомнат- ной квартиры в наиболее холодное время года потребуется 3,4 Гкал, а двухкомнатной квартиры 0,93 Гкал. Стоимость 1 Гкал в г. Ижевск состав- ляет 1830 руб., а природного газа 5,38 руб./м3.

Для децентрализованной системы поквартирного теплоснабжения был выбран газовый настенный двухконтурный котел BoschWBN 6000-18 CRNS5700 мощностью 5,4-18 кВт, стоимость котла составляет 33060 руб. Данный котел позволяет нагреть теплоноситель для системы отопления и горячего водоснабжения.

Для децентрализованной системы домового теплоснабжения подо- брана крышная котельная УМК-240, тепловой мощностью 240 кВт, типо- вая схема включает в себя 3 котла (КПД котлов 87%). Котельная работает на природном газе, так же возможна адаптация оборудования к использо- ванию жидкого топлива или сжиженного газа. Стоимость котельной со- ставляет 1 121 000 руб.

Результаты расчетов представлены в таблицах 1 и 2.

335

Таблица 1 – Результаты расчета затрат для различных систем теплоснабжения для трехкомнатной квартиры

Таким образом, проведенный анализ различных систем теплоснаб- жения показал, что в настоящее время использование автономных источ- ников наиболее выгодно. Особенно удобна их установка в тупиковых вет- ках тепловых сетей и в районах нового строительства, куда затратно про- кладывать теплотрассы. Но не стоит забывать и о недостатках таких си- стем (необходимость дымоудаления, загрязнение атмосферы, обслужива- ние оборудования и т. д.), и уж тем более рассматривать автономную си- стему как безоговорочную альтернативу тепловым сетям.

336

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Постановление правительства Удмуртской Республики от 27 мая 2013 года № 222 «Об утверждении нормативов потребления комму- нальных услуг по холодному и горячему водоснабжению, водоотведению в жилых помещениях в многоквартирном доме и жилом доме в Удмуртской Республике».

2.СП 41-104-2000. Проектирование автономных источников теп- лоснабжения. М: 2008. – 17 с.

3.СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализиро-

ванная редакция СНиП 23-01-99*.М.: 2012. – 85 с.

4.Хаванов П.А. Автономная система теплоснабжения // АВОК. – 2004. – №1. – C. 45-46.

РАФАЛЬСКАЯ Т.А., канд. техн. наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции

ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный архитектурно- строительный университет (Сибстрин)», г. Новосибирск, Россия rafalskaya.ta@yandex.ru

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПЕРЕМЕННЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Сложность управления переменными тепловыми и гидравлическими режимами крупных теплофикационных систем снижает энергоэффектив- ность их работы [2, 3]. Одной из проблем является завышенная температу- ра обратной сетевой воды, это указывает на то, что потребители не исполь- зуют весь располагаемый тепловой потенциал, и часть теплоты, подавае- мой тепловой сетью, теряется. В основном это связано с недостатками си- стемы регулирования, которая настраивается на поддержание только рас- четных значений параметров.

Исследование проводилось на примере СЦТ г. Новосибирска по экс- плуатационным данным ТЭЦ, где принят расчетный график качественного регулирования 150/70°С с двумя балансовыми срезками при 114°С и 70°С в подающей магистрали. Температура наружного воздуха, при которой проводилось исследование, показана на рисунке 1, два диапазона наруж- ных температур, продолжительностью в одну неделю (168 ч) охватывают как высокие наружные температуры, близкие к точке излома графика tни (диапазон I), так и низкие температуры в области расчетной температуры tно=-37°С для г. Новосибирска (диапазон II).

337

Рисунок 1 – Температура наружного воздуха

I – 7-13 января 2018 г.; II – 21-27 января 2018 г

Эксплуатационная температура воды в подающей и обратной маги- стралях теплосети показана на рисунках 2 и 3. Измерения проводились в течение каждого часа.

Рисунок 2 – Температура воды в обратной магистрали теплосети 7-13 января

2018 г.

1 – эксплуатационные данные; 2 – расчет по формуле; 3 – сглаживание данных; 4 – полином; 5 – средняя линия

338

Рисунок 3 – Температура воды в обратной магистрали теплосети 21-27 января

2018 г.

Цифры – см. обозначения к рисунку 2

Эксплуатационные расходы сетевой воды показаны на рисунках 4, 5. Для построения модели прогнозирования, проводился расчет пере- менных режимов работы теплосети по методике, подробно изложенной в [1]. При установке у потребителей в тепловых пунктах (ТП) двухступенча- тых схем присоединения подогревателей горячего водоснабжения, темпе- ратура воды, возвращаемой в тепловую сеть − это температура воды после теплообменника горячего водоснабжения I ступени. Из балансового урав-

нения теплообменника, температура обратной воды

где Q − тепловая мощность теплообменника, Вт; Wh − эквивалент расхода нагреваемой (водопроводной) воды, Вт/K; tc = 5°С − температура воды в холодном водопроводе; ε − безразмерная удельная тепловая произ- водительность теплообменника, определяемая по формуле [4]

где a=0,35; b=0,65 − постоянные коэффициенты, принимаемые по [4] для противоточной схемы движения теплоносителей; Wp − эквивалент рас- хода греющей (теплосетевой) воды, Вт/K.

Основываясь на методике [1], методом математического моделиро- вания в пакете MathCad, были получены формулы, для определения пара- метров подогревателей Ф, позволяющие прогнозировать температуру об- ратной сетевой воды и расход воды в теплосети. Например, при неизвест- ных температурах теплоносителей, для подогревателя I ступени

339