Отраслевая конференция 
«Теплоснабжение-2019»
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России

Практические примеры расчета тепловых потерь

В.Л. Звягинцев, главный инженер Сумского государственного университета, г. Сумы, Украина.

 

Занимаясь вопросами теплоснабжения автору данной статьи неоднократно доводилось сталкиваться с различной регламентирующей документацией в этой сфере, в том числе с самым солидным и профессиональным документом – КТМ – 204 Украины 244-94 «Нормы и указания по нормированию затрат топлива и тепловой энергии на отопление жилых и общественных зданий, а также на хозяйственно бытовые потребности Украины.»

Автор критиковал несовершенство документа КТМ – 204 Украины 244-94 по двум вопросам, по причине отсутствия примера по использованию таблицы 7.1, стр.76-105 и отсутствие четкого примера по использованию пункта 3.1.8. стр. 41 для определения тепловых потерь в тепловых сетях.

Приведенные ниже примеры эти секреты раскрывают, они важны при разработке тарифов на тепловую энергию, для проведения энергоаудита теплоснабжающих предприятий, для разработки тепловых схем населенных пунктов, для системного расчета реализованной тепловой энергии и тепловых нагрузок жилых домов в сложившихся условиях, когда часть квартир в домах отключилось от центрального отопления. И, наконец, настоящая статья и примеры раскрывают теорию вопроса в деталях, поэтому читателя ожидают интересные выводы и факты.

ПРИМЕР 1.

Методика определяет реализованную тепловую энергию в тепловой сети по табличным значениям для г.Глухова Сумской области. Расчет ведется в соответствии с методикой КТМ – 204 Украины 244-94 (таблица 7.1)

В представленных расчетах значение общей отапливаемой площади здания складывается из двух составных:

Fобщ. = Fпол. + Fкомм,

где Fпол. – расчетная полезная отапливаемая площадь квартир, м2 (смотри технические паспорта на жилые дома);

Fкомм – расчетная коммунальная отапливаемая площадь помещений общего пользования в жилом доме (смотри технические паспорта на жилые дома).

Определение объемов реализованной тепловой энергии и тепловой нагрузки для жилых домов:

Qреал. = (Fпол. + Fкомм.) х Kуд., ( Гкалчас)

где Куд. – коэффициент, который учитывает удельную плановую нагрузку на 1 м2 площади в год, Гкалм2*год (смотри таблица 7.1.)

Реализованная тепловая энергия на проектную площадь равняется 23656,0 Гкал/год, в том числе на коммунальное отопление 6410,1 х 0,19570 = 1254,5 Гкалгод, на отопление полезной площади квартир 23656,0 – 1254,5 = 22401,5 Гкалгод.

Подключенная тепловая нагрузка на отопление жилых домов определяется:

Qподкл. = [Qреал. х (tв. – tн.р.)] / [24 х nсут. х (tв. – tср.)], Гкал/час

где Qреал. – реализованная тепловая энергия за отопительный сезон (за год) на отопление, Гкал;

tв. – внутренняя расчетная температура воздуха в помещениях здания, принимается +20оС (смотри ДСТУ – НБВ.1.1-27:2010 Строительная климатология. – действует от 01.01.2010);

tн.р. – наружная расчетная температура воздуха, принимается -25оС (смотри ДСТУ – НБВ.1.1-27:2010 Строительная климатология. – действует от 01.01.2010);

24 – количество часов в сутках;

nсут. – количество дней отопительного сезона (смотри ДСТУ – НБВ.1.1-27:2010 Строительная климатология. – действует от 01.01.2010)

tср. – наружная средняя расчетная температура воздуха за отопительных сезон, принимаем -1,4 оС (смотри ДСТУ – НБВ.1.1-27:2010 Строительная климатология. – действует от 01.01.2010).

Таблица.1 Результаты расчета суммарной тепловой нагрузки жилых домов.

Категория зданий Полезная отапливаемая площадь, Fпол., м2 Коммунальная отапливаемая площадь, Fкомм., м2 Общая отапливаемая площадь, Fобщ., м2 К уд.

 

Гкалм2

Объемы тепловой энергии, Qреал. Гкалгод
1-2 этажные 8857,3 496,0 9353,3 0,422 3947,1
3-4 этажные 12837,5 718,9 13556,4 0,247 3348,4
5 этажные и выше 92771,7 5195,2 97966,9 0,167 16360,5
Всего 114466,5 6410,1 120876,6 0,19570 23656,0

 

Qподкл. = (23656,0 х 45)/(24 х 187 х 21,4) = 11,084 Гкал/час

Qподкл.ком. = (1254,5 х 45)/(24 х 187 х 21,4) = 0,588 Гкал/час

Нормы затрат тепловой энергии на 1 м2 отапливаемой площади для населения:

Qs = Qподкл. / F, Гкал/м2

- за отопительный сезон Qs.общ. = 23656 / 120876,6 = 0,19570 Гкал/м2;

- за отопительный сезон Qs.ком. = 1254,5 / 114466,6 = 0,01096 Гкалм2;

- за отопительный сезон Qs.пол. = 22401,5 / 114466,6 = 0,19570 Гкал/м2;

- за сутки Qs.сут. = 0,19570 /187 = 0,001046 Гкал/м2;

- за час Qs.час = 0,001046 / 24 = 0,0000436 Гкал/м2.

Для определения средней нормативной тепловой нагрузки брались величины отапливаемой площади, которые были уточнены при проведении энергетического обследования.

Реализованная тепловая энергия отапливаемых площадей, которые остались на центральном отоплении, равняются 18450,6 Гкал/год, в том числе на коммунальное отопление 6410 х 0,19844 = 1272,0 Гкал/год, на отопление полезной площади квартир 18450,6 – 1272,0 = 1717,6 Гкал/год.

Тогда подключенная тепловая нагрузка составит:

Qподкл. = (18450,6 х 45) / (24 х 187 х 21,4) = 8,645 Гкал /час

Qподкл.ком. = (1272,0 х 45)/(24 х 187 х 21,4) = 0,596 Гкал/час

Нормы затрат тепловой энергии на 1 м2 отапливаемой площади для населения:

Qs = Qподкл. / F, Гкал/м2

- за отопительный сезон Qs.общ. = 18450,6 / 92977,0 = 0,19844 Гкал/м2;

- за отопительный сезон Qs.ком. = 1272,0 / 114466,6 = 0,01111 Гкалм2;

- за отопительный сезон Qs.пол. = 17178,6 / 86566,9 = 0,19844 Гкал/м2;

- за сутки Qs.сут. = 0,19844 /187 = 0,001061 Гкал/м2;

- за час Qs.час = 0,001061 / 24 = 0,0000442 Гкал/м2.

Таблица.2 Результаты расчета суммарной тепловой нагрузки жилых домов, по площади, которая осталась.

Категория зданий Полезная отапливаемая площадь, Fпол., м2 Коммунальная отапливаемая площадь, Fкомм., м2 Общая отапливаемая площадь, Fобщ., м2 К уд.

 

Гкалм2

Объемы тепловой энергии, Qреал. Гкалгод
1-2 этажные 7214,3 496,0 7710,3 0,422 3246,0
3-4 этажные 11248,7 718,9 11967,6 0,247 2932,1
5 этажные и выше 68103,9 5195,2 732999,1 0,167 12240,9
Всего 86566,9 6410,1 92977,0 0,19844 18450,6

 

ПРИМЕР 2

Расчет тепловых потерь в тепловых сетях ведется согласно методики, определенной в п.3.1.8 стр.41 КТМ -204 Украины 244-94.

Методика в КТМ -204 Украины 244-94 определяет средние потери тепловой энергии в тепловых сетях.

Для определения среднего значения тепловых потерь в тепловой сети, автор предлагает рассчитывать эту величину по среднему потребителю магистрали, а именно, определение радиуса до балансовой средней тепловой нагрузки (Rб.с.т.н.) системы теплоснабжения источника (котельная, ТЭЦ) по формуле:

Rб.с.т.н = ∑Qподкл. / 2, Гкал/час,

∑ Rб.с.т.н = 11,084 / 2 = 5,542 Гкал/час

где Rб.с.т.н – расстояние от источника до потребителя, сумма подключенной тепловой нагрузки которого была прибавлена последней до величины 5,542 Гкал/час по длине магистрального и распределительного подающего трубопровода;

∑Qподкл. – сумма проектных (фактических) тепловых нагрузок потребителей источника, Гкал/час.

Rб.с.т.н. в реальности протяженности тепловой сети магистрали равно 1200 м.

Согласно п. 3.1.8 стр.41 КТМ -204 Украины 244-94 и разработанной автором таблицы 3 полученный результат соответствует тепловым потерям 5,4 %.

Таблица 3. Удельные и тепловые потери в водяных тепловых сетях.

 

Длина тепл. сети,

 

Тепловые Lм,Rб.с.т.н.

потери, %

Сотни метров, n = L/100м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Удельные потери,qуд. 0,7 0,64 0,63 0,60 0,58 0,57 0,55 0,53 0,52 0,48 0,47 0,45 0,43 0,42 0,40
Тепловые потери, qт.п. 0,7 1,3 1,9 2,4 2,9 3,4 3,9 4,2 4,7 4,8 5,2 5,4 5,6 5,9 6,0
Длина тепл. сети,

 

Тепловые Lм,Rб.с.т.н.

потери, %

Сотни метров, n = L/100м
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Удельные потери,qуд. 0,38 0,36 0,34 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32
Тепловые потери, qт.п. 6,1 6,1 6,1 6,1 6,4 6,7 7,0 7,4 7,7 8,0 8,3 8,6 9,0 9,3 9,6
Длина тепл. сети,

 

Тепловые Lм,Rб.с.т.н.

потери, %

Сотни метров, n = L/100м
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
Удельные потери,qуд. 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,31 0,30 0,29 0,29
Тепловые потери, qт.п. 9,9 10,2 10,6 10,9 11,2 11,5 11,8 12,2 12,5 12,8 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0
Длина тепл. сети,

 

Тепловые Lм,Rб.с.т.н.

потери, %

Сотни метров, n = L/100м
46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
Удельные потери,qуд. 0,28 0,28 0,27 0,27 0,26 0,26 0,25 0,25 0,24 0,24 0,23 0,23 0,22 0,22 0,22
Тепловые потери, qт.п. 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0

Таблица 3 имеет продолжение. По данным таблицы 3 можно построить график удельных потерь и график тепловых потерь в водяных тепловых сетях.

 

График удельных и тепловых потерь в водяных тепловых сетях.

 

 

Особенности предлагаемого графика удельных тепловых потерь и графика тепловых потерь в водяных теплових сетях:

- График совпадает с цифрами КТМ -204 Украины 244-94 в следующих точках:

до 500 м – 2,9 %; до 1000 м – 4,8%; максимальне тепловые потери – 13%.

- График имеет не одну а две кривые: удельных теплових потер и теплових потер на каждые 100 м водяной тепловой сети.

- Кривая теплових потерь идет на увеличение и имеет одну точку излома на расстоянии 4,1 км, где тепловые потери в водяной тепловой сети достигают 13% и дальше не увеличиваются и не уменьшаются.

- Кривая графика удельных теплових потер не совпадает с величинами, указанными в КТМ -204 Украины 244-94, где на расстоянии 1000 м удельные тепловые потери составляют 0,48% и скачком не могут энергетически быстро вырасти до 0,6%, на самом деле удельные тепловые потери продолжают уменьшаться до расстояния 1,9 км до 0,32%, где график имеет первую точку излома на относительно горизонтальную кривую. Другая точка излома графика имеет место на расстоянии 4,1 км, где удельные тепловые потери начинают снова уменьшаться. График удельных тепловых потерь в бесконечности не пересекает ось нуля, поэтому график тепловых потерь в водяных тепловых сетях далее не увеличивается и составляет 13% по формуле qт.п. = n х qуд., при условии

n = Lтепловой сети / 100 м.

ВЫВОДЫ:

1. Сегодня тепловые потери в водяных теплових сетях рекомендуется рассчитывать по «Методическим указаним по определению теплових потер в водяных теплових сетях» - РД 34.09.25 от 01.01.1998года.

С точки зрения автора оба расчета теплових потерь в водяных теплових сетях пока имеют право на жизнь, но предлагаемый способ рассчета ясен и краток на базе КТМ -204 Украины 244-94, а рассчет на базе РД 34.09.25 от 01.01.1998года очень громоздкий, поэтому приводит к не объективной оценке в большую сторону в два и болем раза.

Положения РД 34.09.25 от 01.01.1998года были известны и ранее (смотри, например, В.И.Манюк и другие «Справочник по наладке и эксплуатации водяных теплових сетей», Москва, Стройиздат, 1982 год), однако в КТМ -204 Украины 244-94 и предшествующих документах СССР эта версия не нашла применения. Очевидно, по причинам того, что инстументальные замеры для заполнения таблиц РД 34.09.25 от 01.01.1998года выполнялись десятки лет назад приметивными приборами. Содержание РД 34.09.25 от 01.01.1998года противоречиво по принципиальным вопросам. Например, в формуле 7 удельные тепловые потери через тепловую изоляцию трубопровода водяной тепловой сети измеряются в Вт/м или Ккал/(м*час), те же единицы стоят в таблицях 1 и 2 в Вт/м2 или Ккал/(м2*час). Таблицы 3,4,5 плотности теплового потока только усложняют и запутывают и до того уже сложные расчеты по формуле 7. По устаревшим данням таблицы 4 можно сделать вывод, что современная тепловая изоляция трубопроводов при бесканальной прокладке уступает примерно в два раза тепловым потерям через тепловую изоляцию в водяных трубопроводах со старой изоляцией в непроходных каналах и надземной (воздушной) прокладке.

2. Предлагаемая усовершенствованная простая методика (пример 2) на базе КТМ -204 Украины 244-94 расчета тепловых потерь в водяных тепловых сетях утверждает и доказывает, что в водяных тепловых сетях потери тепловой энергии не превышают 13% независимо от тепловой мощности источника.

3. Вместе с тем, предлагаемая методика (пример 1) на базе КТМ -204 Украины 244-94 утверждает и доказывает, что большие и иногда основные тепловые потери тепловой энергии в системе теплоснабжения источника находятся внутри отапливаемых зданий, например, в виде потребленной коммунальной тепловой энергии в жилых домах в объемах от 8 до 19%, расходуемых на отопление холлов, лестничных площадок, коридоров вне квартир, площадок мусоропроводов, лифтовых шахт, помещений колясочных и т.д.

4. Наряду с устранением теплових потерь в водяных теплових сетях необходимо равноценно устранять коммунальные тепловые потери в отапливаемых жилых домах, даже когда в доме установлен тепловой счетчик, который учитывает и потребление коммунальной тепловой энергии.

В.Л. Звягинцев, Практические примеры расчета тепловых потерь

Источник: Портал по теплоснабжению, РосТепло.ру, www.rosteplo.ru

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи:

СИСТЕМА 
ДОБРОВОЛЬНОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ 
СХЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 
И ИНВЕСТИЦИОННЫХ ПРОГРАММ 
ТЕПЛОСНАБЖАЮЩИХ ОРГАНИЗАЦИЙ
Программы Auditor
Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Возрастная категория Интернет-сайта "18+"
© РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению, 2003-2019
О проекте | Карта портала | Реклама на РосТепло.ru |
Top.Mail.Ru

Отраслевая конференция «Теплоснабжение-2019»

Москва, 22-24 октября 2019 г.
Примите участие!

Подробнее