Материал: Инженерные системы и сооружения

Научный журнал

мещениях. Для этого, как минимум, на абонентском вводе устанавливают прибор учета и автоматический регулятор теплового потока, корректирующий отпуск теплоты по погодным условиям. Такое применение оборудования называют местным либо абонентским автоматическим регулированием. При этом не осуществляют изменений конструктивного характера в системе отопления, но предусматривают эту возможность в будущем [6].

Несомненно, что системы тепловодоснабжения с ИТП имеют определенные преимущества по сравнению с тепловодоснабжением через ЦТП – это более тонкая регулировка теплового режима на отопление, дифференцированное давление холодной и горячей воды, сокращение тепловых потерь и утечек воды в системах горячего водоснабжения. Под ИТП не надо отводить дорогостоящую городскую территорию, в системах с ИТП отсутствуют внутридворовые сети горячего водоснабжения, в них может быть упрощен учет энергоресурсов [2,7].

При модернизации существующих систем в зависимости от размещения теплового пункта, состояния оборудования и здания, количества присоединенных строений и перспективы сохранения существующей застройки следует рассматривать как минимум два варианта:

-ликвидация ЦТП с устройством ИТП в зданиях и одновременной заменой сетей отопления и холодного водоснабжения;

-модернизация ЦТП с переводом на независимую схему, при необходимости установка регуляторов давления в зданиях, а по возможности и систем пофасадного регулирования в домах.

При новом строительстве, капитальном ремонте и модернизации ЦТП и ИТП надо преимущественно ориентироваться на установку современного оборудования в блочном исполнении как наиболее полно отвечающем существующим требованиям тепловодоснабжения и энергосбережения.

При модернизации теплового пункта рассматривают множество задач – автоматизация процесса управления, контроль, учет и т.д. [8]. Наиболее часто решаемые задачи управления:

-регулирование температуры теплоносителя, подаваемого в систему отопления, в зависимости от температуры наружного воздуха;

-регулирование температуры теплоносителя, возвращаемого в теплосеть, в соответствии с температурой наружного воздуха по заданному температурному графику;

-ускоренный прогрев ("натоп") здания после энергосберегающего режима (пониженного теплопотребления);

-коррекция режима теплопотребления по температуре воздуха в помещении;

-ограничение температуры теплоносителя в подающем трубопроводе системы отопления;

-регулирование тепловой нагрузки в системе горячего водоснабжения;

-регулирование тепловой нагрузки приточных вентиляционных установок с обеспечением функции защиты от замораживания;

-регулирование величины снижения теплопотребления в заданные периоды по температуре наружного воздуха;

-регулирование режима теплопотребления с учетом аккумулирующей особенности здания и его ориентации по сторонам света [1,9].

В любом типе тепловых пунктов предусматривают размещение оборудования, арматуры, приборов контроля, управления и автоматизации, посредством которых осуществляют:

-преобразование вида теплоносителя или его параметров;

-контроль параметров теплоносителя;

-учет тепловых потоков, расходов теплоносителя;

16

-регулирование расхода теплоносителя и распределение его по системам потребления теплоты;

-защиту местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя;

-заполнение и подпитку систем теплопотребления;

-аккумулирование теплоты;

-водоподготовку для систем горячего водоснабжения.

Перечисленные мероприятия, в зависимости от назначения теплового пункта и местных условий, могут применять все, либо частично. Осуществляют данные мероприятия соответствующим подбором оборудования тепловых пунктов [10,11].

По мнению многих специалистов, поддерживаемых Госстроем России, выходом из кризисной ситуации в теплоснабжении, сложившейся в нашей стране, является широкое использование при строительстве и ремонте тепловых сетей трубопроводов с пенополиуретановой изоляцией.

Конструкции теплопроводов с пенополиуретаном и гидроизоляционным защитным слоем применяются в Америке и Западной Европе, особенно в северных странах, уже более 40 лет. Такой способ реализации тепловых сетей помог ряду стран развить систему централизованного теплоснабжения (Дания, Норвегия, Швеция и др.) и преодолеть энергетический кризис 1970-х годов [12].

В России трубы с индустриальной пенополиуретановой изоляцией производятся и успешно эксплуатируются. Безусловно, более надежная конструкция труб приводит к несколько большей первоначальной стоимости тепловых сетей. Однако за счет высокого качества трубопроводов затраты на их техническое обслуживание снижаются более чем в 9 раз, вследствие чего стоимость тепловых сетей, приведенная к одному году эксплуатации, уменьшается на 20–30% по сравнению с аналогичной тепловой сетью, выполненной традиционным методом. Поэтому одним из основных факторов экономической эффективности применения новых конструкций следует считать не их первоначальную стоимость, а стоимость, приведенную к одному году эксплуатации. При бесканальной прокладке тепловых сетей трубами с пенополиуретановой изоляцией в полиэтиленовой оболочке не требуется устраивать дорогостоящие каналы и камеры для установки запорной арматуры. Однако тип прокладки должен определяться условиями участка, причем не обязательно это должны быть ППУ-трубопроводы бесканальной прокладки. Использование существующих каналов при реконструкции тепловых сетей не требует затрат на организацию пересечений с другими коммуникациями; уменьшает напряжения в металле трубопроводов из-за возможности свободного их расширения; предохраняет трубопровод от перенапряжений и повреждений при вскрытии трасс других коммуникаций; предотвращает выброс теплоносителя на поверхность земли при разрыве трубопроводов. Там, где можно доступными средствами обеспечить отсутствие в каналах влаги, нет смысла от них отказываться [1,13].

В конструкции трубопроводов предусматривается система оперативного дистанционного контроля (СОДК), стоимость которой не превышает 1,5% от стоимости тепловой сети. Эта система позволяет своевременно выявлять и устранять возникающие дефекты (в первую очередь, увлажнение пенополиуретана), тем самым предотвращать аварии, типичные для тепловых сетей других конструкций. Кроме того, нет необходимости в защите трубопровода от блуждающих токов, а также в устройстве дренажа.

К недостаткам трубопроводов с пенополиуретановой изоляцией для канальной и надземной прокладки иногда относят их горючесть и ограниченную предельную температуру применения – 130–150 °С. Но, как показали исследования, проведенные органами пожарной безопасности, при использовании оцинкованной стали в качестве защитного покрытия такие трубопроводы не являются пожароопасными.

17

Научный журнал

Замена полимерных труб на гибкие гофрированные нержавеющие стальные трубы позволит повысить температуру применения такого комбинированного трубопровода до 130 °С при диаметре труб до 127 мм. Эти трубы также выпускаются промышленностью

[14,15].

Существенным преимуществом гибких труб является необходимость минимального количества неподвижных опор, практически полное отсутствие стыковых соединений, компенсаторов, отводов. Все это делает трассу из гибких труб конкурентоспособной с теплопроводами из традиционных стальных труб.

Область применения гибких труб – низкотемпературные внутриквартальные сети, протяженность которых существенно превышает протяженность первичных сетей.

Очевидно, что заменить все износившиеся трубы в тепловых сетях на надежные и долговечные современные конструкции в ближайшие годы нереально, но стремиться к использованию для нового строительства, реконструкции и при больших объемах ремонтных работ труб с индустриальной пенополиуретановой изоляцией необходимо.

Оптимизация режимов работы инженерных систем теплоснабжения включает в се-

бя:

-оптимизацию гидравлических режимов;

-оптимизацию диаметров тепловых сетей;

-оптимизацию температуры теплоносителя;

-гидравлическую балансировку теплосетей.

Все эти схемные мероприятия осуществляются в комплексе с мероприятиями по модернизации и автоматизации инженерного оборудования систем теплоснабжения, как на источнике тепловой энергии, так и на абонентских вводах [1, 16,17].

Выводы Выявив основные проблемы инженерных систем зданий и сооружений на примере

системы теплоснабжения и определив основные направления реконструкции, можно сделать вывод, что различные варианты направлений реконструкции желательно использовать в комплексе друг с другом для обеспечения наиболее высокой эффективности реконструкции инженерных систем зданий.

Библиографический список

1.Башмаков, И.А. Повышение энергоэффективности в системах теплоснабжения. // Энергосбережение. 2010.- №2.- C. 46-52.

2.Шарипов, А.Я. Автономное теплоснабжение высотных зданий и комплексов//

АВОК . 2016.- №3.- С. 18-26.

3.Петрикеева, Н.А. Задача технико-экономической оптимизации при определении толщины теплоизоляционного слоя теплосетей/ Н.А. Петрикеева, А.В. Черемисин, А.В. Копытин// Научный вестник Воронежского государственного архитектурностроительного университета. Серия «Строительство и архитектура».- Воронеж, 2016. - №

1(41). - С.21-28.

4.Турбин, В.С. Разработка математической модели тепломассообмена в напорных теплоутилизаторах/ В.С. Турбин, О.А. Сотникова, Н.А. Петрикеева// Вестник Воронежского государственного технического университета. - Воронеж, 2005. - Т. 1. № 6. - С. 79.

5.Петрикеева, Н.А. Определение оптимальной толщины теплоизоляционного слоя трубопроводов систем теплоснабжения /Н.А. Петрикеева, А.В. Копытин, Н.О. Попов// На- уч-ный журнал. Инженерные системы и сооружения. – Воронеж: ВГАСУ, 2015. - № 1. - С.

18

6.Петрикеева, Н.А. Использование полной теплоты сгорания топлива в котельных установках// Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. – Воронеж: ВГАСУ,

2014. - Т. 2. № 4 (17). - С. 76-80.

7.Волкова, Ю.В. Технологические схемы очистки дымовых газов от оксидов серы/ Ю.В. Волкова, Н.А. Петрикеева// Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. – Воронеж: ВГАСУ, 2012. – № 2. - С. 10-13.

8.Петрикеева, Н.А. Пути снижения энергопотребления зданиями/ Н.А. Петрикеева, А.Н. Садовников, А.В. Никулин// Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2012. - № 1.- С. 13-17.

9.Петрикеева, Н.А. Экономически целесообразный уровень теплозащиты зданий при работе систем теплогазоснабжения и вентиляции / Н.А. Петрикеева, О.В. Тюленева, Н.Н. Кучеров// Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. – Воронеж: ВГАСУ, 2012. – № 1 (6). - С. 9-12.

10.Цуканова, О.С. Проблема борьбы с шумом. История и основные направления развития методов снижения уровня шума/ О.С. Цуканова, Н.А. Петрикеева // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. – Воронеж: ВГАСУ, 2009. - № 1. - С. 67-74.

11.Петрикеева, Н.А. Оптимизация систем теплоснабжения зданий с использованием возобновляемых источников энергии/ Н.А. Петрикеева, Л.В. Березкина // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2010. - № 2. - С. 128-132.

12.Петрикеева, Н.А. Экологический эффект при полном сгорании топлива в котельных установках/ Н.А. Петрикеева, С.Н. Кузнецов// Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия «Строительство и архитектура». 2013.- № 1 (29). - С. 108-113.

13.Сотникова, О.А. Расчет экономической эффективности применения конденсационных теплообменных устройств теплогенерирующих установок / О.А. Сотникова, Н.А. Петрикеева// Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2008. - № 1. - С. 113.

14.Петрикеева, Н.А. Влияние инсоляции на интенсивность теплопоступлений в жилые помещения/ Н.А. Петрикеева, Л.В. Березкина // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2010. - № 2. - С. 100-103.

15.Петрикеева, Н.А. Исследование теплоты конденсации продуктов сгорания теплогенерирующих установок систем теплоснабжения/ Н.А. Петрикеева, О.С. Цуканова, Д.А. Письменный// Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. – Воронеж: ВГАСУ, 2009. - № 1. - С. 75.

16.Сотникова, О.А. Математическая модель процессов конденсации водяных паров на теплообменных поверхностях/ О.А. Сотникова, Н.А. Петрикеева, В.С. Турбин// Известия Тульского государственного университета. Серия «Строительство, архитектура и реставрация». - Воронеж, 2006. – № 10.- С. 159.

17.Петрикеева, Н.А. Методика технико-экономического обоснования схем теплогенерирующих установок с напорными теплоутилизаторами/ Н.А. Петрикеева, В.С. Турбин// Вестник Воронежского государственного технического университета. - Воронеж, 2006. - № 7. - С. 120.

18.Сотникова О.А., Булыгина С.Г. Экологическая безопасность вентилируемых помещений ресторанных комплексов// Научный вестник Воронежского государственного

архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2012. № 1. С. 154-163.

19.Турбин В.С., Сотникова О.А., Петрикеева Н.А. Разработка математической модели тепломассообмена в напорных теплоутилизаторах // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2005. Т. 1. № 6. С. 79.

20.Сотникова К.Н. Разработка модели синтеза состава традиционных систем теплоснабжения с использованием возобновляемых источников энергии // Научный вестник Во-

19

Научный журнал

ронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2009. № 3. С. 25-31.

21. Бабич А.С., Кирнова М.А., Сотникова К.Н. Разработка алгоритма оптимизации расхода топлива источником теплоты // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. 2009. № 1. С. 125-131.

References

1.Bashmakov, I. A. energy efficiency in heating systems. // Energy saving. 2010.- No. 2.- C. 46-52.

2.Sharipov, A. Y. Autonomous heat supply of high-rise buildings and complexes]. 2016.- No. 3.- S. 18-26.

3.Petrikeeva, N.. Objective technical and economic optimization when determining the thickness of the insulating layer of heating systems/ N.. Patrikeev, A. V. Cheremisin, A. V. Kopytin// Scientific Herald of the Voronezh state University of architecture and construction. Series "Construction and architecture".- Voronezh, 2016. - № 1 (41). - Pp. 21-28.

4.Turbine, V. S. development of a mathematical model of heat and mass transfer in the pressure exchangers/ Turbines V. S., O. A. Sotnikova, N.. Patrikeeva// Bulletin of Voronezh state technical University. - Voronezh, 2005. - Vol. 1. No. 6. - P. 79.

5.Petrikeeva, N.. Determination of optimum thickness of thermal insulating layer of pipelines of heat supply systems /N.. Patrikeev, A. V. Kopytin, N. About. Popov// Scientific journal tion. Engineering systems and structures. – Voronezh: VGASU, 2015. - No. 1. - S. 15.

6.Petrikeeva, N.. The full heat of combustion of fuel in boiler plants// Scientific journal. Engineering systems and structures. – Voronezh: VGASU, 2014. - T. 2. No. 4 (17). - Pp. 76-80.

7.Volkov, Yu. V. the Technological scheme of purification of flue gases from sulfur oxides/ Y. V. Volkova, N.. Patrikeeva// Scientific journal. Engineering systems and structures. – Voronezh: VGASU, 2012. – No. 2. - S. 10-13.

8.Petrikeeva, N.. Ways to reduce energy consumption buildings/ N.. Patrikeev, A. N. Sadovnikov, A. V. Nikulin// Scientific journal. Engineering systems and structures. - 2012. - No. 1.- S. 13-17.

9.Petrikeeva, N.. Economically feasible level of thermal performance of buildings during operation of the system of heat and ventilation / N.. Patrikeeva, O. V. Tyuleneva, H.N. Kucherov// Scientific journal. Engineering systems and structures. – Voronezh: VGASU, 2012. – № 1 (6). - P. 9-12.

10.Tsukanovа, O. S. the Problem of noise abatement. History and main directions of development of methods of reducing noise/ O. S. Tsukanova, N.. Patrikeeva // Scientific journal. Engineering systems and structures. – Voronezh: VGASU, 2009. - No. 1. - P. 67-74.

11.Petrikeeva, N.. Optimization of heat supply systems using renewable energy sources/ N.. Patrikeeva, L. V. Berezkina // Scientific journal. Engineering systems and structures. - 2010. - No. 2. - P. 128-132.

12.Petrikeeva, N.. The environmental effect during its complete combustion of fuel in boiler installations/ N.. Patrikeeva, S. N. Kuznetsov// Scientific Herald of the Voronezh state University of architecture and construction. Series "Construction and architecture". 2013.- № 1 (29). - S. 108-113.

13.Sotnikova, O. A. Calculation of economic efficiency of use of condensing heat exchangers thermal generating plants / O. A. Sotnikova, N.. Patrikeeva// news of higher educational institutions. Construction. - 2008. - No. 1. - P. 113.

14.Petrikeeva, N.. The effect of insolation on the intensity of the heat gain in the dwelling/ N.. Patrikeeva, L. V. Berezkina // Scientific journal. Engineering systems and structures. - 2010. - No. 2. - P. 100-103.

20