МИНИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ ПУТЁМ ОПТИМИЗАЦИИ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ УЗЛА ВОДОРАЗДЕЛА
Article Sidebar
Main Article Content
Аннотация
В работе предложен энергоэффективный подход к снижению тепловых потерь в условно замкнутых тепловых сетях городского теплоснабжения путём оптимизации местоположения узла водораздела без капитальных вложений в реконструкцию трубопроводов.
Предмет исследования. Исследуется проблема неоптимального расположения узла водораздела в условно замкнутых тепловых сетях, которое при проектировании часто определяется без учёта тепловых потерь. Анализируется взаимосвязь между положением узла водораздела, величиной тепловых потерь (через теплоизоляцию и с утечками теплоносителя) и гидравлическим режимом сети при двухстороннем питании.
Материалы и методы. Разработана методика поиска оптимального положения узла водораздела на основе минимизации приведённых затрат, где основной переменной выступают тепловые потери. Метод включает: составление дифференциального уравнения для бесконечно малого участка трубопровода с учётом распределённого расхода теплоносителя; формирование условия минимума тепловых потерь при соблюдении баланса гидравлических потерь в обеих линиях сети (с учётом коэффициента местных сопротивлений z = 0,01).
Результаты. На примере тепловой сети села Новое Горяново Ивановской области (длины участков до водораздела: L₁ = 390 м, L₂ = 362 м; распределённые расходы: g₀₁ = 0,113 кг/(с·м), g₀₂ = 0,138 кг/(с·м)) показано: перенос узла водораздела в здание № 14 (расстояние Lₓ = 24,31 м от исходной точки) позволяет снизить тепловые потери на 2,12% (с 25,10 до 24,57 кВт); изменение гидравлического режима незначительно: невязка потерь давления составляет 4,17%, что не нарушает гидравлическую устойчивость системы;
Выводы. Оптимизация местоположения узла водораздела является эффективным инструментом повышения энергоэффективности существующих тепловых сетей без капитальных затрат. Предложенная методика позволяет достичь снижения тепловых потерь при минимальном влиянии на гидравлический режим, что подтверждено практическим расчётом на реальном объекте. Подход применим для реконструкции и эксплуатации условно замкнутых систем теплоснабжения с целью экономии энергоресурсов и повышения надёжности.
Article Details
Библиографические ссылки
Терентьева, А. С. Анализ основных проблем централизованного теплоснабжения в России на современном этапе / А. С. Терентьева // Научные труды / главный редактор А. К. Моисеев. – Москва: МАКС Пресс, 2020. – С. 253-273. – (Научные труды ИНП РАН; т. 18).
Шершенов Р.А., Ефимов А.Ю., Шмаков В.Ю. Повышение надежности систем отопления// Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2019;46(4):197-204. (На рус.) https://doi.org/10.21822/2073-6185-2019-46-4-197-204.
Amir Rafati, Maryamsadat Tahavori, Hamid Reza Shaker, Data-driven reliability analysis of district heating systems for asset management applications: A review, Sustainable Cities and Society, Volume 118, 2025, 106052, ISSN 2210-6707, https://doi.org/10.1016/j.scs.2024.106052.
Токарев В.В. Разработка методики секционирования кольцевых тепловых сетей закрытых систем теплоснабжения //Теплоэнергетика, 2018, № 6, с. 84–94.
Веселова Н.М. К вопросу определения тепловых потерь через теплоизоляционные конструкции трубопроводов систем теплоснабжения на предпроектной стадии / Н.М. Веселова, П.П. Кондауров, А.Д. Лёгкий //Градостроительство и архитектура, 14(4), 2024. – С. 25-32.
Бадах, В.Ф. Определение потерь в сетях коммунального теплоснабжения / В.Ф. Бадах, А.Д. Кузнецова // Технико-технологические проблемы сервиса: Организационно-экономические аспекты сервиса. – 2010. – 3 (13). – С. 84-92.
Juhani Kotilainen, Jarmo Hellstedt, Henrik Tolvanen, Determining economic feasibility of supply temperature reduction in existing district heating system through thermohydraulic modelling, Energy, Volume 329, 2025, 136781, ISSN 0360-5442, https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.136781.
Dariusz Jakubek, Paweł Ocłoń, Marzena Nowak-Ocłoń, Maciej Sułowicz, Petar Sabev Varbanov, Jiří Jaromír Klemeš, Mathematical modelling and model validation of the heat losses in district heating networks, Energy, Volume 267, 2023, 126460, ISSN 0360-5442, https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.126460.
Васильченко, С.А. Нормирование потерь в тепловых сетях: учеб. пособие / С.А. Васильченко, В.И. Суздорф. – Комсомольск-на-Амуре: ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», 2014. – 104 с.
Chicherin, Stanislav & Masatin, Vladislav & Siirde, Andres & Volkova, Anna. (2020). Method for Assessing Heat Loss in A District Heating Network with A Focus on the State of Insulation and Actual Demand for Useful Energy. Energies. 13. 4505. 10.3390/en13174505.
Ваньков, Ю. В., Горбунова Т. Г., Загидуллин Д. Н. Схема теплоснабжения г. Набережные Челны: анализ надежности кольцевых тепловых сетей северо-восточной части города // тр. XIII Междунар. симп. «Энегоресурсоэффективность и энергосбережение в РТ», Казань, 5-7 декабря 2012 г., Издательство ООО «Скрипта», 2012 г. – 512с.
Красавин, Г. В. Реконструкция водоснабжения Г. Игарки Красноярского края / Г. В. Красавин // Строительство и техногенная безопасность. – 2022. – № 25(77). – С. 37-44. – EDN TFSCVQ.
Волна, В. В. Оптимизация системы водоснабжения Г. Феодосия с учетом износа трубопроводов / В. В. Волна, Р. С. Крымов, Н. С. Мельникова // Строительство и техногенная безопасность. – 2022. – № 27(79). – С. 59-69. – EDN WDBNHY.