Анализ работы теплообменников системы отопления в схеме надежного и безопасного теплоснабжения жилых зданий

Рассмотрена схема теплоснабжения жилых зданий с независимым присоединением к наружным теплосетям, обеспечивающая надежность теплоподачи и необходимую комфортность в помещениях в условиях похолоданий после официального окончания отопительного сезона или до его начала за счет подачи воды из обратной магистрали теплосети после теплообменников ГВС. Построена и исследована математическая модель, описывающая нестационарные режимы работы подогревателей системы отопления в условиях реализации данной схемы. Проведены расчеты с использованием указанной модели, включающие численное моделирование на ЭВМ с применением метода Монте-Карло. Установлено, что в этом случае вследствие колебаний расхода отработанной воды вслед за суточным изменением водопотребления на ГВС возникает снижение среднего коэффициента теплопередачи подогревателя системы отопления и его температурной эффективности из-за того, что данные величины зависят от расхода нелинейным образом, и их рост за период повышенного водоразбора на ГВС не компенсирует снижения во время сокращения водопотребления. Отмечено, что при этом уменьшение коэффициента теплопередачи лежит в пределах обычной погрешности инженерного расчета, и данным эффектом можно пренебречь. Доказано, что при малом числе единиц переноса теплоты в подогревателе системы отопления, отнесенном к нагреваемому потоку, общее количество передаваемой теплоты может снижаться достаточно значительно, на величину до 30 процентов, однако при рациональном выборе типоразмера подогревателя такое снижение оказывается в пределах, допускаемых применяемыми коэффициентами запаса при задании расхода сетевой воды и определении поверхности теплообмена.

1. Третьякова П. А., Меньшикова А. А., Третьякова Т. В. Показатели эффективности применения тепловых насосов в системе централизованного теплоснабжения. Энергосбережение и водоподготовка 2020; 2(124); 17 – 21.

2. Энергосберегающие технологии для административных зданий. Р. А. Амерханов, Л. А. Дайбова, Н. С. Аракелян, Э. Г. Армаганян, В. В. Дворный. Энергосбережение и водоподготовка 2019; 1(117); 3 – 5.

3. A review of performance of zero energy buildings and energy efficiency solutions. L. Belussi, B. Barozzi, A. Bellazzi, L. Danza, A. Devitofrancesco, M. Ghellere, G. Guazzi, I. Meroni, F. Salamone, F. Scamoni, C. Scrosati, C. Fanciulli. Journal of Building Engineering 2019; 25; 100772.

4. Сафиуллин Р. Г., Ахмерова Г. М. Экспериментальное исследование теплотехнических характеристик пластинчатого теплообменника на примере установки «блочный тепловой пункт» центра «Systems/Системы» КГАСУ. Сб. докл. VIII международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции». – М.: НИУ МГСУ 2020; 127 – 132.

5. Rafalskaya T. A. Simulation of thermal characteristics of heat supply systems in variable operating. Journal of Physics: Conference Series. XXXV Siberian Thermophysical Seminar, STS 2019 2019; 012140.

6. Rafalskaya T. Safety of engineering systems of buildings with limited heat supply. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2021; 012049.

7. Model predictive control (MPC) for enhancing building and HVAC system energy efficiency: problem formulation, applications and opportunities. G. Serale, A. Capozzoli, M. Fiorentini, D. Bernardini, A. Bemporad. Energies 2018; 3(11); 631.

8. Самарин О. Д. Надежное и безопасное теплоснабжение жилых зданий в переходных условиях при независимом присоединении системы отопления. Надежность и безопасность энергетики 2021; 1(14): 27 – 33.

9. СП 60.13330.2020 «СНиП 41-01-2003 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха"». – М.: Минстрой РФ 2020; 150.

10. Самарин О. Д. Анализ схемы надежного и безопасного теплоснабжения жилых зданий при независимом присоединении системы отопления. Надежность и безопасность энергетики 2022; 1(15): 45 – 51.

11. Теплотехника. А. А. Александров, А. М. Архаров, И. А. Архаров и др. Под ред. Архарова А. М. 5-е изд. – М. Изд-во МГТУ 2017; 880.

12. Самарин О. Д., Клочко А. К. Решение задач нестационарной теплопередачи, энергосбережения и управления климатическими системами. – М. Изд-во МИСИ-МГСУ 2022; 96.