Методика оцінки втрат теплоти трубопроводами розподільної опалювальної мережі за укрупненими показниками

Abstract

На підставі узагальнення результатів розрахункового визначення втрат теплоти трубопроводами розподільної мережі централізованої системи опалення отримано формули, що дозволяють за укрупненими показниками забудови здійснювати оцінки теплового стану подавальних й зворотних трубопроводів головних гілок мереж. За укрупнені показники прийнято сумарне опалювальне навантаження приєднаних до теплової мережі будівель, матеріальну характеристику теплопроводів, величини, що враховують особливості розподілу витрат теплоносія по довжині теплопроводу. Обчислення здійснено при умові, що питомі (лінійні) втрати теплоти трубопроводами знаходяться на рівні нормативних значень для підземної прокладки у непрохідних каналах. При обчисленнях враховано теплові втрати конструктивними елементами трубопроводів мережі. Формули отримано за результатами аналізу даних для ідеалізованих груп, що утворені будівлями з однаковим тепловим навантаженням, для розрахункової для опалення температури зовнішнього повітря для кліматичних умов м. Харкова. Для апроксимації реального ступінчастого закону зміни витрат мережної води по довжині теплопроводу використано ступеневу функцію. Особливості розподілу витрат теплоносія по довжині теплопроводу враховано показником ступеню у рівнянні для витрат і величиною співвідношення середніх на довжині головної гілки витрат та сумарних витрат через відгалуження. Отримані формули для обчислення втрат теплоти відгалуженнями залежно від співвідношення матеріальних характеристик відгалужень і головної гілки дозволяють визначати теплові втрати мережею в цілому. Здійснено оцінки точності використання запропонованих формул. Відмінність результатів обчислень з використанням укрупнених показників забудови та результатів обчислень за традиційними методиками з урахуванням фактичної зміни витрат і температури мережної води по довжині теплопроводу не перевищує 6%, що можна вважати задовільним при проведенні оцінок теплового стану мереж на початкових етапах проектування.

Heat losses from distribution net pipelines of a centralized heating system were computationally estimated. The data were generalized. Formulas that allow evaluating the thermal state of supply and return pipelines for heating net main branches using buildings aggregated indicators were obtained as a result of the generalization. The total thermal load of the buildings connected to the heating net, the material characteristics of heat pipelines, factors that consider the peculiarities of heat transfer medium flow distribution along the heat pipeline were taken as aggregated indicators. Specific (linear) heat losses of subsurface heat pipelines in non-accessible channels were considered to be standard. Heat losses for structural elements of net pipelines were also taken into account. Idealized groups of buildings with the same thermal load were used in the calculation technique proposed. The standard ambient air tem-perature for the cold period and climatic conditions for Kharkov was used in the calculation. The real stepwise law for net water flow rate change along the heat pipeline was approximated using a power function. The peculiarities of heat transfer medium flow distribution along the heat pipeline was taken into account with the exponent in flow equation and the ratio of the average heat transfer medium flow of the main pipeline and the total heat transfer medium flow of its branches. Heat losses of the branches, based on the material characteristics ratio for the branches and the main pipeline, make it possible to determine heat losses of the heating net as a whole. The accuracy of applying the proposed formulas was evaluated. The imprecision between the results of the calculations using the aggregated indicators of buildings and traditional calculations method results, taking into account the actual change of flow rate and net water temperature along the heat pipeline, wascompared. This imprecision does not exceed 6 %, which can be considered acceptable when assessing net thermal state at the early design stages.