...энергетическая безопасность и прозрачность отношений в энергетике...


Электроэнергетика - это электрификация страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии.
Гидроэнергетика, раздел энергетики, связанный с использованием потенциальной энергии водных ресурсов.
Теплоэнергетика - это одна из составляющих энергетики, она включает в себя процесс производства тепловой энергии.
Альтернативная энергетика — совокупность перспективных способов получения энергии.

Поиск по сайту

Московское время



Опрос

Могут ли альтернативные источники энергии заменить АЭС?

Просмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...

Документы


Сервисы

Калькулятор коммунальных платежей для граждан РФ

Законы

О Федеральном законе № 223-ФЗ «О закупках товаров, работ, услуг отдельными видами юридических лиц»

Математическое моделирование теплогидравлических режимов работы водяных систем отопления зданий

Современное состояние коммунальной энергетики России находится в сложном положении. Это объясняется рядом объективных и субъективных причин, остро влияющих на жизнеустройство граждан и социальную атмосферу в обществе, без учета которых невозможно благополучие государства.

В принципе, данная проблема может быть разрешена совместными согласованными усилиями энергетиков, коммунальных служб, строителей и, в конечном счете, самих потребителей тепловой энергии.

Прямые проектные задачи систем отопления зданий на настоящее время практически разрешены, но в то же время постоянно совершенствуются ввиду изменяющихся требований к теплозащите зданий, внедрению нового энергоэффективного оборудования и др. При этом под прямыми задачами подразумевается техническая реализация систем, имеющая под собой идеальные проектные условия, например: температура теплоносителя соответствует температурному графику теплоисточника, располагаемый перепад давления на тепловом вводе зданий также строго обеспечен, теплозащитные характеристики зданий находятся в полном соответствии с нормативными показателями.

В реальной действительности, увы, этого зачастую нет. Причем, отклонения от проектных показателей бывают весьма существенными. Все это выводит идеально запроектированные системы теплопотребления в нерасчетные условия эксплуатации, приводящие, в первую очередь, к низкой температуре воздуха внутри отапливаемых помещений в периоды похолоданий, которые бывают весьма длительными.

При этом потребители тепловой энергии вынуждены идти на различные меры, включая несанкционированные: использование дополнительных электрических нагревательных приборов большой мощности, установку новых водяных нагревательных приборов с завышенной поверхностью нагрева, увеличение размеров сопел водоструйных элеваторов, «холостые» сбросы дефицитной сетевой воды в систему водоотведения и др. Все эти действия влекут за собой весьма отрицательные последствия, как в сфере энергетики, так и на бытовом уровне.

На кафедре теплогазоснабжения и вентиляции СФУ проводятся исследования представленной выше проблемы. Для ее решения предложен новый подход, основанный на комплексном анализе всех составляющих системы теплопотребления здания. При этом вся система разбивается на отдельные блоки:

  • гидравлический контур индивидуального теплового пункта (ИТП) со всеми элементами, включая схему присоединения к наружной тепловой сети (зависимую или независимую), с учетом насосного или элеваторного смешение, наличия теплообменников и др.;
  • система отопления с учетом ее схемного решения и установленных нагревательных приборов, оснащенных современной регулирующей арматурой;
  • конструкция самого отапливаемого здания с учетом теплотехнических характеристик всех ограждений, позволяющих рассчитать трансмиссионные и инфильтрационные теплопотери.

Активными входными данными в рассматриваемой задаче являются:

  • располагаемый перепад давления на тепловом вводе;
  • гидравлические характеристики всех элементов ИТП;
  • расчетные гидравлические потери в системе отопления;
  • температура подающего теплоносителя на тепловом вводе;
  • атмосферные характеристики наружного воздуха на период прогноза.

Выходными параметрами здесь выступают:

  • фактический расход теплоносителя в системе отопления;
  • температура обратного теплоносителя после системы;
  • осредненная температура воздуха в здании;
  • расход инфильтрующегося воздуха, поступающего в здание;
  • фактические теплопотери помещений.

Поиск всех неизвестных параметров осуществляется из условия минимизации функционала, представляющего собой теплогидравлический баланс рассматриваемой системы.

Все вышеперечисленные составляющие функционала описываются достаточно сложными зависимостями, в которых присутствуют входные и выходные параметры теплового и гидравлического свойства. Поставленная задача нелинейного программирования решалась численным методом нулевого порядка Хука-Дживса.

Разработанные алгоритм и компьютерная программа позволяют моделировать различные нерасчетные ситуации и находить оптимальные решения для обеспечения комфортных условий в отапливаемых помещениях. Так, например, при низких показателях режимных параметров сетевой воды на тепловом вводе (температуры подачи и располагаемого напора) возможно несколько вариантов модернизации системы: перевод на независимое присоединение через теплообменник, использование смесительно-повысительных насосов вместо элеватора, изменение схемного решения системы отопления с установкой новых типов нагревательных приборов, усиление теплозащиты (ограждающих конструкций или оконных заполнений) здания, либо какая то их комбинация. При этом становится возможным детально оценить техническую и финансовую стороны реконструкции.

Все сказанное выше преследует цель — оценить возможность реконструкции тепловой защиты и отопительной системы здания в целом, осредняя по всем помещениям температуру внутреннего воздуха и инфильтрующийся воздушный поток. В то же время имеет место насущная проблема решения подобной задачи для индивидуального помещения (особенно жилого) здания. Так, здесь меняется цель анализа — оценка теплового режима индивидуального помещения при существующем состоянии системы отопления и теплозащитных качествах наружных ограждений. Решение поставленной задачи исключает влияние ИТП здания, а исходными данными здесь выступают: расход и температура теплоносителя на входе в этажестояк системы отопления комнаты, характеристики и схема обвязки установленного в ней нагревательного прибора, теплофи- зические характеристики ограждений, учитывая инфильтрационные свойства оконного заполнения и технические показатели конструкции форточного проветривания.

Математическая модель рассматриваемой задачи также представлена в виде функционала, включающего в себя теплогидравлический баланс отопительной системы комнаты и аэродинамический баланс приточно-вытяжной системы естественной вентиляции. Процедура решения данной задачи аналогична изложенной выше, для нее также разработаны алгоритм и компьютерная программа расчета. Программа позволяет не только подобрать оптимальный вариант нового нагревательного прибора, но и оценить влияние его установки на температуру теплоносителя, входящего в смежное помещение этажестояка. Еще одной особенностью данной программы является возможность моделирования процесса инфильтрации наружного воздуха и его влияния на температурный режим помещения.


Дата публикации: 26.02.2012

Похожие записи:

Последние публикации:


Наши информационные партнеры:

ИНТЕР РАО Изменения климата Объединенная энергосбытовая компания