Порівняння варіантів виконання розподільної теплової мережі мікрорайону

Abstract

На прикладі житлового мікрорайону м. Харкова проведено порівняння втрат теплоти трубопроводами розгалуженої мікрорайонної системи опалення для двох варіантів виконання розподільної мережі. Запропонований варіант конфігурації теплопроводів відрізняється від існуючого («базового») законом зміни витрат теплоносія по довжині теплопроводу, для якого характерний підвищений рівень витрат мережної води через відгалуження на початкових ділянках гілки. Фактичний розподіл витрат теплоносія апроксимований ступеневим законом. Відмінність законів зміни витрат враховано величиною показника ступеня. Обчислення теплових втрат проведено для умов підземної прокладки трубопроводів у непрохідних каналах. Температуру мережної води прийнято відповідно до розрахункової для опалення температурі зовнішнього повітря за температурним графіком теплової мережі. Питомі втрати теплоти трубопроводами на ділянках мережі прийнято на рівні нормативних значень для вказаного способу прокладки. Температуру ґрунту на глибині вісі теплопроводу прийнято рівною 5 оС. Втрати теплоти конструктивними елементами мереж враховано коефіцієнтом 1,15. Обчислення проведено з урахуванням зміни витрат і температури мережної води на розрахункових ділянках. Витрати мережної води на ділянках мережі визначено за проектними тепловими навантаженнями приєднаних будівель. Показано, що при виборі конфігурації розподільної мережі системи опалення групи будівель перевагу слід надавати варіанту з меншим значенням показника ступеня у рівнянні зміни витрат теплоносія по довжині головної гілки мережі. В умовах розгалужених теплових мереж це досягається приєднанням якомога більшої кількості будівель до найближчих до центрального теплового пункту ділянок розподільної теплової мережі. Збільшення витрат мережної води через відгалуження на початкових ділянках гілки забезпечує зменшення теплових втрат трубопроводами мережі. Для розглянутого фрагменту житлового мікрорайону зменшення втрат теплоти при розрахунковій для опалення температурі зовнішнього повітря становить приблизно 5,5 %.

The comparison of heat losses by pipelines of an extensive residential neighborhood heating system for two options of the distribution network was carried out for a residential neighborhood in Kharkov. The proposed configuration of the heating network differs from the existing ("basic") one in using of the law of heating medium flow rate variation along the heat pipe length. This law takes into account increased flow rate of heating water through branches at the initial sections of the pipeline. The actual flow rate distribution is approximated by a step function. The difference in the laws of flow rate variation is taken into account by the exponent value. The calculation of heat losses was carried out for underground pipelining in non-accessible tunnels. The temperature of heat line water is taken to be the corresponding to the design outdoor air temperature for heating according to the temperature schedule of the heating network. Specific heat losses by pipelines in heat network sections are considered to be at the standard level for non-accessible tunnels. The soil temperature at the depth of the heat pipe axis is taken equal to 5°C. Heat losses by the structural elements of the heat network are taken into account by a factor of 1.15. The variation of the flow rate and temperature of network water in rated pipeline sections is considered in the analysis. The water flow rate at the sections was found based on the design thermal loads of connected buildings. It is shown that when choosing the configuration of the distribution network of the heating system of a group of buildings, preference should be given to the option with a lower value of the exponent in the equation for heating medium flow rate variation along the length of the main line of the network. For extensive heating networks, this can be achieved by connecting as many buildings as possible to the heating network sections close to a heat supply station. An increase in the network water flow rate through the branches at the initial sections of the pipeline ensures a decrease in heat losses by the network pipelines. For the considered part of a residential neighborhood, the decrease in heat loss at the design outdoor air temperature for heating is 5.5 %.