Експериментальний індивідуальний тепловий пункт для автоматизованого теплопостачання типового будинку
Представлены принцип создания и концепция функционирования экспериментального ИТП. Представлено принцип створення та концепцію функціонування експериментального ІТП....
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , , , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2009
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61014 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Експериментальний індивідуальний тепловий пункт для автоматизованого теплопостачання типового будинку / Б.І. Басок, Т.Г. Бєляєва, В.Г. Демченко, А.Р. Коба, О.М. Недбайло, Д.Ю. Очеретяний, М.В. Ткаченко, М.А. Хибина, А.О. Луніна, А.І. Тесля // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 7. — С. 13-17. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859702815211913216 |
|---|---|
| author | Басок, Б.І. Бєляєва, Т.Г. Демченко, В.Г. Коба, А.Р. Недбайло, О.М. Очеретяний, Д.Ю. Ткаченко, М.В. Хибина, М.А. Луніна, А.О. Тесля, А.І. |
| author_facet | Басок, Б.І. Бєляєва, Т.Г. Демченко, В.Г. Коба, А.Р. Недбайло, О.М. Очеретяний, Д.Ю. Ткаченко, М.В. Хибина, М.А. Луніна, А.О. Тесля, А.І. |
| citation_txt | Експериментальний індивідуальний тепловий пункт для автоматизованого теплопостачання типового будинку / Б.І. Басок, Т.Г. Бєляєва, В.Г. Демченко, А.Р. Коба, О.М. Недбайло, Д.Ю. Очеретяний, М.В. Ткаченко, М.А. Хибина, А.О. Луніна, А.І. Тесля // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 7. — С. 13-17. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Представлены принцип создания и концепция функционирования экспериментального ИТП.
Представлено принцип створення та концепцію функціонування експериментального ІТП.
|
| first_indexed | 2025-12-01T01:44:40Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №7 13
УДК 621.643
Басок Б.І., Бєляєва Т.Г., Демченко В.Г., Коба А.Р., Недбайло О.М., Очеретяний Д.Ю.,
Ткаченко М.В., Хибина М.А., Луніна А.О., Тесля А.І.
Інститут технічної теплофізики НАН України
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ ІНДИВІДУАЛЬНИЙ ТЕПЛОВИЙ ПУНКТ
ДЛЯ АВТОМАТИЗОВАНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ ТИПОВОГО БУДИНКУ
Представлено принцип створення та концепцію функціонування експериментального ІТП.
Представлены принцип создания и концепция функционирования экспериментального ИТП.
ІТП – індивідуальний тепловий пункт; ЦТП – центральний тепловий пункт.
Енергозбереження за рахунок підвищення
ефективності використання енергії є одним з
головних завдань для комунальної енергетики
України. Разом з модернізацією та запроваджен-
ням сучасних технологій при прокладанні тепло-
вих мереж необхідні реорганізація та комплек-
сна модернізація наявних ЦТП та ІТП (в Україні
нараховується 380 тисяч одиниць ЦТП різної
теплової потужності). Досвід роботи ряду тепло-
постачальних підприємств, зокрема, м. Вінниці,
м. Житомира, «Луганськтеплокомуненерго»,
«Донецьккомуненерго» показує, що є доцільним
функції розподілу теплоти системи теплопоста-
чання виконувати через ІТП, які оснащені сучас-
ними теплообмінниками, приладами регулюван-
ня параметрів теплоносія та обліку його витрат.
До основних переваг ІТП у порівнянні з ЦТП
слід віднести:
- регулювання інтенсивності опален-
ня в залежності від температури повітря у
приміщеннях й зовнішнього повітря, а також в
залежності від часу доби та для вихідних і свят-
кових днів;
- можливість пофасадного регулювання
температури теплоносія в системі опален-
ня у відповідності до географічної орієнтації
будівлі, а також зниження температури в опа-
лювальних приладах для приміщень, які зна-
ходяться всередині будівлі або оснащені
теплоізоляційними конструкціями;
- компактність конструкції ІТП. Пло-
ща, що відводиться під ІТП, менша у 2…6
разів порівняно з площею, яку займає ЦТП
з традиційними схемами (на базі трубчатих
секційних теплообмінників);
- спільне впровадження комерційного обліку
споживаної теплоти і системи регулювання
дозволяє досягти реальної економії енергоспо-
живання до 30 % порівняно з існуючим тепловим
та контрольно-вимірювальним устаткуванням;
- значно спрощується технічне обслуговуван-
ня й ремонт теплових мереж, котлів та інших
компонентів системи за рахунок їх оптимальної
комутації;
- опалювальна система будівлі є замкненою (вода
теплової мережі не проходить по її трубопрово-
дам). В ній циркулює попередньо підготовлений
теплоносій, що практично виключає корозію;
- витрати на будівельні та теплоізоляційні
матеріали знижуються на 20…25 %.
- при виникненні аварійної ситуації
(розгерметизації) в тепловій мережі відсутні
повітряні пробки і сторонні домішки,
виключається можливість заморожування систе-
ми;
- в опалювальній мережі циркуляція теплоносія
здійснюється за допомогою насоса, який
забезпечує необхідні напір та продуктивність;
- зменшуються теплові втрати у зворотних тру-
бопроводах внаслідок зниження температури
зворотної води;
- застосування ІТП дає можливість використо-
вувати прилади, що розраховані на менший тиск.
Ці прилади є дешевшими за ті, що працюють в
тепломережі під високим тиском;
- витрати електроенергії на перекачку
теплоносія знижуються на 20…40 %;
- зменшується чисельність обслуговуючого
персоналу;
- оплата спожитої теплової енергії здійснюється
по фактичним витратам;
- враховуються індивідуальні особливості кож-
ного споживача;
- у будинках підтримуються комфортні умови
проживання;
- відсутність довготривалих профілактичних
робіт;
- загальна довжина трубопроводів скорочується
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №714
Рис. 1. Середньодобові температури тепло-
носія подаючого та зворотного трубопроводів
у відповідних місяцях опалювального сезону
2007-2008 рр. (дні, у які було "повноцінне"
опалення).
Рис. 2. Щодобові витрати теплоносія через
трубопровід у відповідні місяці опалювального
сезону 2007-2008рр. (дні, у які було "повноцінне"
опалення).
у два рази;
- капіталовкладення у теплові мережі зменшу-
ються на 20…25 %;
- за рахунок автоматизації регулювання
відпуску тепла економиться до 15…30 % тепла
на опалення;
- тепловтрати на трубопроводах знижуються у
два рази;
- значно скорочується рівень аварійності у те-
пломережах;
- використання автоматизованих приладів
обліку забезпечує значне зниження витрат води
і тепла.
У табл. 1 наведені порівняльні дані щодо
використання у будівлі традиційної елеваторної
схеми подачі теплоносія та з використанням ав-
томатизованого ІТП. Перехід на ІТП виявляється
досить ефективним з економічної точки зору.
Низькі строки окупності дозволяють віднести
цей спосіб економії енергії до маловитратних та
швидкоокупних.
Постановка задачі
Мета роботи – розробка, виготовлення,
впровадження та дослідження особливостей
експлуатації експериментального ІТП, який
дозволяє забезпечити оптимальний режим робо-
ти системи опалення, гарячого водопостачання та
вентиляції типового адміністративного будинку,
автоматизований розподіл теплоносія та регулю-
вання його параметрів, проводити комерційний
та приладний облік споживання теплоти, забез-
печити безперебійне теплопостачання.
Область застосування – системи опалення
типових будівель різного призначення.
Індивідуальний тепловий пункт – це автома-
тизований комплекс теплообмінного устаткуван-
ня, запірно-регулюючої арматури і контрольно-
вимірювальних приладів, який використовується
для приготування теплоносія та підтримування
його технологічних теплових параметрів у сис-
Показник
Елеваторна
схема
Автома-
тизований
ІТП
Економія
Загальне тепло-
ве навантаження,
Гкал/год
17,4 13,8 3,6 / 20 %
Теплоспоживання,
Гкал
99326 72512 26814 / 27 %
Температура
зворотної води, оС
76…78 70 6…8 / 20 %
Табл. 1.
темах теплопостачання житлових, адмініс-
тративних та виробничих приміщень.
Попередньо були проведені детальні дослід-
ження щодо характеристик теплоносія та його
середньодобових витрат у опалювальний сезон
2007-2008 років корпусу ІТТФ НАН України.
Дані приведені на рис. 1-3.
Індивідуальний тепловий пункт на базі
існуючого вузла теплового вводу типового
адміністративного корпусу розробляється для по-
дальшого вивчення різноманітних технологічних
схем в системі опалення будівель та споруд із
застосуванням сучасних технологій в області
економії енергоресурсів.
Концепція функціонування
та принципова схема
Існуючий вузол теплового пункту модерні-
зується із застосуванням: пластинчастого
теплообмінника, електрокотлів, електронасосів
з електронним регулюванням частоти обертів
в залежності від алгоритму підтримання тем-
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №7 15
ператури теплоносія та ін. Для регулювання
теплопостачання у систему теплового пункту
додатково монтуються прилади контролю темпе-
ратури та тиску мережної води, додається регу-
люючий клапан для подачі води з тепломережі,
який безпосередньо з’єднується з системою ав-
томатики. Контроль температури виконується за
допомогою датчиків температури зовнішнього
повітря та температури повітря у контрольно-
му приміщенні. При створенні експеримен-
тального ІТП було вироблено таку концепцію
функціонування – автоматичне регулювання те-
плопостачання за заданим алгоритмом з метою
зменшення енергоспоживання:
- за температурою зовнішнього повітря;
- за температурою повітря у контрольному
приміщенні або у наперед обраному місці будин-
ку;
- за наперед заданим законом зменшення те-
плового навантаження у нічний час, у вихідні та
святкові дні;
- за періодичним зменшенням теплового наван-
таження, яке не відчуває людина;
- за наявністю аварійної ситуації в системі
розподільних теплових мереж;
- за автономною роботою при раптовому
похолоданні перед початком та після закінчення
опалювального сезону.
Принципову схему експериментального ІТП
та її специфікації наведено на рис. 4 та у табл. 2.
Відмінності розробки від типових ІТП:
- наявність електричних котлів різної
потужності на випадок забезпечення теплопо-
стачання при різкому падінні температури, при
роботі в період до початку або після закінчення
Рис. 3. Середньодобові витрати тепла (Гкал)
у відповідні місяці опалювального сезону
2007-2008 рр. (дні, у які було "повноцінне"
опалення).
опалювального сезону;
- використання електрокотлів як резервно-
го теплогенеруючого обладнання на випадок
аварійного відключення централізованого тепло-
постачання;
- автономне виробництво теплоти незалежно
від теплових розподільних мереж, в т.ч. в умовах
пільгового нічного електропостачання;
- можливість плавного регулювання тепло-
вого навантаження за рахунок тиристорного
управління частотою обертання (продуктивністю)
насосу
Блок послідовно підключених електрокотлів
різної потужності дозволяє підтримувати
необхідні параметри температури і тиску в ав-
тономному режимі та при аварійній ситуації. В
автономному режимі:
- в аварійних ситуаціях для режиму незамер-
зання теплоносія відключається теплообмінник
і підключається автономна система теплопоста-
чання на базі одного котла меншої потужності
(9 кВт);
- в режимі опалення (у випадку відсутності
теплоносія в підвідних розподільчих системах
тепломережі, при профілактичних ремонтах си-
стем) підключається система теплопостачання
на базі другого котла найбільшої потужності
(120 кВт) і теплоносій рухається по замкненому
контуру [1].
- в період до початку або після закінчення опа-
лювального сезону в разі, коли необхідне не-
значне підвищення температури приміщень,
включається система автономного опалення
на базі третього котла середньої потужності
(30 кВт).
Зазначимо, що в разі значного похолодання
всі електричні котли в піковому режимі працю-
ють одночасно.
Висновки
Результати дослідження експериментально-
го ІТП можуть бути використані для впровад-
ження індивідуальних теплових пунктів різної
потужності з метою:
• організації автоматичного регулювання те-
плопостачання будівлі за наперед заданим алго-
ритмом;
• енергоефективного розподілу і споживання
теплоти;
• зменшення енергоспоживання і поліпшення
екологічного стану навколишнього середовища;
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №716
Рис. 4. Принципова схема ІТП корпусу №1 ІТТФ НАН України.
№ Найменування Кільк. шт.
1 Пластинчастий теплообмінник 1
2 Електрокотел, 120 кВт 1
3 Електрокотел, 30 кВт 1
4 Електрокотел, 9 кВт 1
5 Фільтр осадовий 1
6 Шаровий кран 8
7 Шаровий кран 8
8 Запірний клапан 2-х ходовий
з приводом 220В
2
9 Регулюючий 2-х ходовий клапан 1
10 Електронний регулятор 2
- Карта управління 2
- Модуль IF-PLR 2030465 2
- Панель для настінного монтажу 2
11 Датчик температури занурений 3
12 Датчик температури, зовнішній 1
13 Датчик температури, кімнатний 1
14 Регулятор перепаду тиску 1
15 Зворотній клапан, Ду50 1
16 Насос 1
17 Розширювальний бак 1
18 Запобіжний клапан 1
19 Вентиль балансування 2
20 Термоманометр рад. TMRA 6/120 2
21 Манометр 11
22 Термометр біметалічний, накладний 6
23 Merus, Ду50 1
24 Датчик сухого хода 1
25 Станція управління насосами 1
Табл. 2.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, №7 17
УДК 536.24:621.184.5
Фіалко Н.М., Навродська Р.О., Пресіч Г.О., Шевчук С.І., Глушак О.Ю.
Інститут технічної теплофізики НАН України
ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ТЕПЛООБМІНУ В КОНДЕНСАЦІЙНИХ
ТЕПЛОУТИЛІЗАТОРАХ КОТЕЛЬНИХ УСТАНОВОК
Теплообмінні поверхні сучасних
водогрійних конденсаційних утилізаторів тепло-
ти відхідних димових газів котельних установок
зазвичай являють собою пучок оребрених труб
[1, 2]. При цьому димові гази омивають оребрену
поверхню, а рух нагріваючої води здійснюється
усередині труб. Значення параметрів оребрення,
зазвичай, вибираються з умови рівності термічних
опорів з боку газів і води. В конденсаційній зоні
таких теплоутилізаторів відбувається істотна
інтенсифікація теплообміну з газового боку і при
застосуванні в теплоутилізаторі труб з однако-
вими параметрами оребрення зазначена умова
рівності опорів порушується і лімітуючим стає
теплообмін з боку води.
Зважаючи на вищезазначене, для
поліпшення теплообміну в конденсаційній зоні
теплоутилізаційного обладнання доцільним є ви-
користання оребрених біметалевих труб (сталь-
на основа й алюмінієве оребрення) з кільцевими
турбулізаторами на внутрішній поверхні цих
труб (рис.1).
Таке рішення дозволяє інтенсифікувати
теплообмін усередині труби й таким чином знизи-
ти температуру поверхні ребра і за рахунок цього
інтенсифікувати процес конденсатоутворення на
теплообмінній поверхні в конденсаційній зоні.
Оптимальні співвідношення параметрів труби
і накатки повинні вибиратися з умови рівності
термічних опорів на внутрішній та зовнішній
поверхні теплообмінної труби.
Проведено розрахункові дослідження
щодо інтенсивності теплопередачі та зміни
Рис.1. Оребрена біметалева труба:
1 – труба з кільцевими турбулізаторами;
2 – алюмінієве оребрення; 3 – зовнішня
поверхня труби без оребрення; 4 – внутрішня
поверхня труби; 5 – кільцеві турбулізатори.
• підтримання у будинках комфортних умов
проживання;
• реалізації системи електричного опалення при
провальному нічному споживанні електроенергії;
• створення проекту енергоефективної
модернізації типового адміністративного корпу-
су.
ЛІТЕРАТУРА
1. Долінський А.А., Басок Б.І., Демченко В.Г.,
Очеретяний Д.Ю., Недбайло О.М Патент на ко-
рисну модель, №38541, Україна, Індивідуальний
тепловий пункт систем опалення і гарячого водо-
постачання,12.01.2009, Бюл. №1.
гідравлічного опору теплоутилізатора при
застосуванні в його конденсаційній зоні
труб з різними параметрами турбулізаторів.
Дослідження базувались на експериментальних
даних стосовно теплообміну та гідродинаміки в
трубах з кільцевими турбулізаторами потоку, знай-
дених в літературі [3]. Розрахунки виконувались
для реальних умов роботи теплоутилізаційного
обладнання в конденсаційному режимі, тоб-
то в практичному діапазоні зміни основних
параметрів відхідних газів і води. Основні ре-
зультати проведених розрахунків представлені
на рис.2, 3.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61014 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-01T01:44:40Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Басок, Б.І. Бєляєва, Т.Г. Демченко, В.Г. Коба, А.Р. Недбайло, О.М. Очеретяний, Д.Ю. Ткаченко, М.В. Хибина, М.А. Луніна, А.О. Тесля, А.І. 2014-04-23T19:32:05Z 2014-04-23T19:32:05Z 2009 Експериментальний індивідуальний тепловий пункт для автоматизованого теплопостачання типового будинку / Б.І. Басок, Т.Г. Бєляєва, В.Г. Демченко, А.Р. Коба, О.М. Недбайло, Д.Ю. Очеретяний, М.В. Ткаченко, М.А. Хибина, А.О. Луніна, А.І. Тесля // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 7. — С. 13-17. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61014 621.643 Представлены принцип создания и концепция функционирования экспериментального ИТП. Представлено принцип створення та концепцію функціонування експериментального ІТП. uk Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Експериментальний індивідуальний тепловий пункт для автоматизованого теплопостачання типового будинку Article published earlier |
| spellingShingle | Експериментальний індивідуальний тепловий пункт для автоматизованого теплопостачання типового будинку Басок, Б.І. Бєляєва, Т.Г. Демченко, В.Г. Коба, А.Р. Недбайло, О.М. Очеретяний, Д.Ю. Ткаченко, М.В. Хибина, М.А. Луніна, А.О. Тесля, А.І. |
| title | Експериментальний індивідуальний тепловий пункт для автоматизованого теплопостачання типового будинку |
| title_full | Експериментальний індивідуальний тепловий пункт для автоматизованого теплопостачання типового будинку |
| title_fullStr | Експериментальний індивідуальний тепловий пункт для автоматизованого теплопостачання типового будинку |
| title_full_unstemmed | Експериментальний індивідуальний тепловий пункт для автоматизованого теплопостачання типового будинку |
| title_short | Експериментальний індивідуальний тепловий пункт для автоматизованого теплопостачання типового будинку |
| title_sort | експериментальний індивідуальний тепловий пункт для автоматизованого теплопостачання типового будинку |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61014 |
| work_keys_str_mv | AT basokbí eksperimentalʹniiíndivídualʹniiteploviipunktdlâavtomatizovanogoteplopostačannâtipovogobudinku AT bêlâêvatg eksperimentalʹniiíndivídualʹniiteploviipunktdlâavtomatizovanogoteplopostačannâtipovogobudinku AT demčenkovg eksperimentalʹniiíndivídualʹniiteploviipunktdlâavtomatizovanogoteplopostačannâtipovogobudinku AT kobaar eksperimentalʹniiíndivídualʹniiteploviipunktdlâavtomatizovanogoteplopostačannâtipovogobudinku AT nedbailoom eksperimentalʹniiíndivídualʹniiteploviipunktdlâavtomatizovanogoteplopostačannâtipovogobudinku AT očeretâniidû eksperimentalʹniiíndivídualʹniiteploviipunktdlâavtomatizovanogoteplopostačannâtipovogobudinku AT tkačenkomv eksperimentalʹniiíndivídualʹniiteploviipunktdlâavtomatizovanogoteplopostačannâtipovogobudinku AT hibinama eksperimentalʹniiíndivídualʹniiteploviipunktdlâavtomatizovanogoteplopostačannâtipovogobudinku AT lunínaao eksperimentalʹniiíndivídualʹniiteploviipunktdlâavtomatizovanogoteplopostačannâtipovogobudinku AT teslâaí eksperimentalʹniiíndivídualʹniiteploviipunktdlâavtomatizovanogoteplopostačannâtipovogobudinku |