Про теплових втратах в однотрубних системах гарячого водопостачання

Відомо, що теплопостачання багатьох споживачів сьогодні здійснюється по трехтрубного схемою, при якій теплоносій, що витрачається на потреби гарячого водопостачання (ГВП), подається від ЦТП1 за окремим (третього) трубопроводу. Відсутність циркуляції теплоносія в системі ГВС призводить до вельми помітного охолодження води, що споживається, особливо в ті періоди часу, коли її споживання незначно. Очевидно, що періодичне надходження в водорозбірні пристрої теплоносія з дуже низькою температурою призводить до його перерасходу- в зв`язку з цим становить певний інтерес оцінка масштабу економічного збитку, що наноситься теплопостачальним організаціям (ТСО) однотрубних системах ГВС.

Мал. 1. Зміна в часі середньогодинних температур і витрат гарячої води на вводі однотрубної системи ГВП

Мал. 2. Зміна середньогодинних витрат МГВС протягом доби

Мал. 3. Обсяги споживання МГВС і температура води в ранкові години

Мал. 4. Співвідношення фактичних (МГВС) і теоретичних (МГВСрасч.) Витрат води при зміні обсягів споживання теплової енергії WГВС

Мал. 5. Зміна статистичних значень КПР протягом доби

Мал. 6. Зміна протягом доби середньостатистичних значень КПР

Розглянемо деякі показники функціонування однотрубної системи гарячого водопостачання, реалізованої, наприклад, в дитячому садку № 69. У цьому нам допоможуть годинні архіви лічильника теплової енергії, встановленого на тепловому вводі цього споживача2. Вартові архіви лічильника теплової енергії містять результати вимірювань маси МГВС і температури tГВС за 792 години, безперервно накопичені в період часу з 24 січня по 25 лютого 2005 р

Мал. 1 дає загальне уявлення про характер зміни середньогодинних МГВС і tГВС в часі. З рис. 1 видно, що по суботах і неділях в дитячому саду вихідний і споживання гарячої води практично не проводиться, а температура tГВС протягом доби змінюється в широких межах - в середньому від 22 ° С (при МГВС? 10 кг / год) до 59 ° С (при максимальних водорозборах в денні години пік). Особливо помітно зниження tГВС в нічні години (коли споживання води не перевищує 100-150 кг / год) і в вихідні дні, коли ступінь охолодження трубопроводу ГВП особливо велика і tГВС практично наближається до температури навколишнього середовища. На рис. 2 представлена діаграма, що відображає характер зміни водоспоживання протягом доби.

З рис. 2 видно, що водоспоживання в даному випадку здійснюється практично цілодобово і тільки в період з 2:00 до 3:00 споживання води немає, а в 6-м і 7-м архівних годиннику водоразбор зростає до 300-400 кг / год. Однак, як це випливає з рис. 3, головна мета цього «споживання» - злити з підвідних трубопроводів ГВП остигнула за ніч воду, тому що її температура в ці ранкові години не перевищує 16-30 ° С. (На рис. 3 представлені тільки ті пари значень МГВС і tГВС з 792-годинного архіву, які задовольняють умовам МГВС > 0 і tГВС < 30>

За 76 годин, представлених на рис. 3, ТС виміряв 20,0 т водорозбору і 510 Мкал теплової енергії, що відповідає середньозваженої температурі, рівній всього 25,4 ° С.

Очевидно, що більша частина цієї остигнула води не була використана за призначенням - її просто безцільно злили в каналізацію в очікуванні надходження з ЦТП більш теплої води. Таким чином, головною причиною перевитрати води, споживаної на потреби ГВП, слід вважати надмірне її охолодження при відсутності циркуляції в однотрубних системах теплопостачання. З рис. 4 добре видно, яким чином змінюються обсяги споживання МГВС при збільшенні фактично споживаної енергії WГВС. Тут же показаний графік зміни розрахункових (прогнозованих) значень водорозбору (МГВСрасч.), Визначених за умови, що на даному об`єкті циркуляція теплоносія в системі ГВС відновлена і середня температура tГВС = 58,1 ° С (що відповідає середній температурі води, споживаної в денні години найбільшого водорозбору).

Для кількісної оцінки ступеня перевитрати води, викликаного її надмірним охолодженням при транспортуванні, введемо поняття коефіцієнта перевитрати КПР, значення якого визначимо для кожного архівного години як КПР = = МГВС # 61487МГВСрасч. після чого побудуємо статистичну діаграму розподілу КПР протягом 33-х діб (792 години).

Як випливає з рис. 5, середньогодинні значення КПР змінюються протягом доби в досить широких межах, і тільки на 10-13-му архівних годинах (в період часу з 9.00 до 13.00) значення КПР близько до одиниці. В інший час доби КПР > 1, досягаючи найбільших (до 3,7) значень саме в ранкові години, коли охолодження теплоносія в системі теплопостачання максимально. Визначивши для кожної години середні значення КПР, можна побудувати середньостатистичний графік їх зміни протягом доби.

Мал. 6 показує, у скільки разів більше від необхідного в середньому витрачається гарячої води в кожну годину доби. З цього усередненого (за 792 годин безперервної роботи системи теплоспоживання) графіка видно, що в ранкові години через сильний охолодження теплоносія води витрачається в 2,2-2,4 рази більше необхідної кількості, а у вечірні та нічні години коефіцієнт перевитрати в залежності від обсягів споживання змінюється від 1,3 до 2,0. В цілому ж за розглянутий період за результатами вимірювань споживачем витрачено 150,4 т теплоносія, з них принаймні 25,2 т витрачено безцільно (просто злито в каналізацію в очікуванні надходження «теплої» води).

Розрахунки показують, що для задоволення господарських потреб цього дитячого садка було б цілком достатньо 125,2 т води3. Тому середньозважений коефіцієнт перевитрати теплоносія у даного споживача склав КПР = 150,4 # 61487125,2 = 1,204. Таким чином, на прикладі конкретного міського споживача ми переконалися в крайню неефективність однотрубних (тупикових) систем гарячого водопостачання. У таких системах ступінь охолодження теплоносія настільки висока, що істотна його частина (на практиці до 20-40% і більше) стає непридатною для використання за призначенням. Споживачі змушені зливати остигнула воду, що завдає значних економічних збитків ТСО.

Крім того, при такій марнотратною схемою теплопостачання джерела теплоти змушені істотно збільшувати підживлення тепломагістралей, що вимагає додаткових витрат на приготування підживлювальної води і її транспортування і погіршує гідравлічні режими теплових мереж. Шлях вирішення цієїпроблеми очевидна і проста: потрібно просто відкрити вентиль (зняти заглушку) на лінії рециркуляції і відрегулювати температуру води в зворотному трубопроводі системи ГВС, хоча б шляхом відкриття / закриття відповідного вентиля (краще встановити відповідний регулятор температури).

Очевидно, що витрати на реалізацію цього нескладного заходу невеликі, а економічна вигода дуже значна.

1 ЦТП - центральний тепловий пункт, від якого здійснюється теплопостачання довколишніх споживачів.

2 Автор висловлює вдячність фірмі «Севзапмонтаж», яка обслуговує даний вузол обліку теплової енергії і надала для проведення аналізу годинні архіви застосовуваного тут лічильника теплової енергії.

3 Розрахунковий обсяг споживання гарячої води визначено за умови, що температура води при наявності циркуляції теплоносія складе в середньому 58,1 ° С. Саме така температура виміряна на тепловому вводі в години максимального споживання, коли теплові втрати мінімальні.

4 Аналіз показників функціонування інших однотрубних систем гарячого водопостачання показує, що в залежності від обсягів і режимів споживання, діаметра і протяжності теплопроводів середньозважений коефіцієнт перевитрати води змінюється в діапазоні від 1,1 до 1,5.

Поділися в соціальних мережах:

Схожі