تحديد هيكل استهلاك المياه غير المحسوب باستخدام طريقة تقسيم المناطق

خبرة أنظمة إمدادات المياه والصرف الصحي - تجربتنا

فقدان المياه في شبكات التدفئة: طرق تقليل حجم التسربات

فقدان المياه في شبكات التدفئة: طرق تقليل أحجام التسرب

إن مهمة الحد من فقدان المياه أصبحت ملحة للغاية اليوم. توجد تسربات لسائل التبريد، ونتيجة لذلك، فقدان كبير للحرارة في معظم الشبكات الحالية. ونتيجة لذلك، يزداد حجم ماء المكياج اللازم وتكلفة تحضيره.

الأسباب الرئيسية للتسربات:

• تدمير الأنابيب بسبب التآكل.
• سوء ملاءمة التنظيم و صمامات الإغلاق.
• انتهاكات سلامة خط الأنابيب تحت تأثير الأحمال الميكانيكية التي تحدث بسبب التركيب الرديء الجودة.

لتجديد التسريبات، هناك حاجة إلى طاقة مصدر حراري (يتم تسخين مياه المكياج إلى درجة حرارة معينة)، مما يؤدي إلى تكاليف غير ضرورية.

يمكن أن تكون خسائر الماء الساخن:

• طارئ؛
• دائم.

تعتمد الثوابت في شبكات التدفئة على مساحة مناطق التسرب والضغط. ترتبط التسريبات العرضية بتمزق خطوط الأنابيب. خسائر الماء البارد(المبرد المبرد) بسبب الحوادث نادر جدًا. الغالبية العظمى من الحوادث تحدث على خطوط أنابيب الإمداد. يتحرك الماء ذو ​​درجة الحرارة العالية من خلالها تحت ضغط مرتفع إلى حد ما.

وفقًا للمعايير الحالية، عند تشغيل شبكة التدفئة، يجب ألا يزيد تسرب سائل التبريد في الساعة عن 0.25٪ من الحجم الإجمالي.

للحد من فقدان الحرارة الناجم عن تسرب المياه، من الضروري تنفيذ تدابير وقائية بانتظام.

وتشمل هذه التدابير ما يلي:

• حماية الأنابيب من التآكل الكهروكيميائي. لهذا الغرض، يتم تنفيذ الحماية الكاثودية ويتم تطبيق عوامل مضادة للتآكل.
• معالجة مياه عالية الجودة. لإبطاء تآكل خط الأنابيب، يتم تقليل كمية الأكسجين المذاب في الماء.
• التقييم الدوري للحياة المتبقية للأنابيب. بفضل هذا، من الممكن تحديد أقسام خط الأنابيب التي تحتاج إلى الاستبدال على الفور. وهذا يمكن أن يقلل بشكل كبير من مخاطر الحوادث، ونتيجة لذلك، يقلل من فقدان المياه.

التوازن المائي لشبكات التدفئة

في أي منشأة توفر الحرارة، يتم تحديد كفاءة التشغيل كل شهر. وعلى وجه الخصوص، يقومون بحساب رصيد المياه المقدمة والمقدمة للمستهلكين النهائيين. قد يشير عدم التوازن إما إلى تسربات كبيرة أو قياسات أو حسابات غير صحيحة. على سبيل المثال، عند إجراء العمليات الحسابية، لا يؤخذ خطأ أدوات القياس بعين الاعتبار.

إذا كان هناك خلل كبير، فمن المنطقي طلب تشخيصات الشبكة، والتي ستحدده الحالة الفنيةوإمكانية المزيد من الاستغلال. التشخيص الهندسي عبارة عن مجموعة كاملة من الأعمال. يتم إجراء فحص بصري لخط الأنابيب، مما يسمح بتحديد جيوب التآكل. باستخدام التشخيص بالموجات فوق الصوتية، يتم إجراء قياسات سمك الأنابيب.

يتم الكشف عن التسريبات المخفية من خلال الارتباط والتشخيص الصوتي. يتم أيضًا إجراء تحليل للوثائق الفنية والحسابات الهندسية اللازمة. يتم تقديم استنتاج للعميل يشير إلى المورد المتبقي والحالة الفنية للشبكة والتوصيات.

وزارة التربية والتعليم في جمهورية بيلاروسيا

مؤسسة تعليمية

"الجامعة التقنية الوطنية البيلاروسية"

خلاصة

الانضباط "كفاءة الطاقة"

حول الموضوع: "الشبكات الحرارية. فقدان الطاقة الحرارية أثناء النقل. العزل الحراري."

أكمله: شريدر أ.

المجموعة 306325

مينسك، 2006

1. شبكات الحرارة. 3

2. فقدان الطاقة الحرارية أثناء النقل. 6

2.1. مصادر الخسائر. 7

3. العزل الحراري. 12

3.1. مواد العزل الحراري. 13

4. قائمة الأدبيات المستخدمة. 17

1. شبكات التدفئة.

الشبكة الحرارية عبارة عن نظام من خطوط الأنابيب الحرارية المتصلة بشكل وثيق ومحكم ببعضها البعض، والتي من خلالها يتم نقل الحرارة باستخدام المبردات (البخار أو الماء الساخن) يتم نقلها من المصادر إلى مستهلكي الحرارة.

العناصر الرئيسية لشبكات التدفئة هي خط أنابيب يتكون من أنابيب الصلب، مترابطة عن طريق اللحام، وهي هيكل عازل مصمم لحماية خط الأنابيب من التآكل الخارجي وفقدان الحرارة، و هيكل الحاملةالذي يأخذ وزن خط الأنابيب والقوى الناشئة أثناء تشغيله.

العناصر الأكثر أهمية هي الأنابيب، والتي يجب أن تكون قوية بما فيه الكفاية ومغلقة عند أقصى ضغوط ودرجات حرارة لسائل التبريد، ولها معامل منخفض تشوهات درجة الحرارة، خشونة السطح الداخلي منخفضة، عالية المقاومة الحراريةالجدران التي تساهم في الحفاظ على الحرارة، والخصائص غير المتغيرة للمادة تحت التعرض لفترات طويلة لدرجات الحرارة والضغوط العالية.

يتكون توفير الحرارة للمستهلكين (أنظمة التدفئة والتهوية وإمدادات المياه الساخنة والعمليات التكنولوجية) من ثلاث عمليات مترابطة: نقل الحرارة إلى المبرد، ونقل المبرد واستخدام الإمكانات الحرارية للمبرد. يتم تصنيف أنظمة الإمداد الحراري وفقًا للخصائص الرئيسية التالية: الطاقة ونوع مصدر الحرارة ونوع سائل التبريد.

من حيث الطاقة، تتميز أنظمة الإمداد الحراري بنطاق نقل الحرارة وعدد المستهلكين. يمكن أن تكون محلية أو مركزية. أنظمة إمداد الحرارة المحلية هي أنظمة يتم فيها دمج ثلاث وحدات رئيسية وتقع في نفس الغرف أو الغرف المجاورة. في هذه الحالة، يتم الجمع بين استقبال الحرارة ونقلها إلى الهواء الداخلي في جهاز واحد ويقع في غرف ساخنة (أفران). الأنظمة المركزيةحيث يتم إمداد الحرارة من مصدر حراري واحد إلى العديد من الغرف.

حسب نوع مصدر الحرارة للنظام تدفئة المنطقةمقسمة إلى تدفئة المناطق وتدفئة المناطق. في نظام التدفئة المركزية، مصدر الحرارة هو غرفة غلاية المنطقة، أو محطة التدفئة المركزية، أو محطة الحرارة والطاقة المشتركة.

بناءً على نوع سائل التبريد، تنقسم أنظمة التدفئة إلى مجموعتين: الماء والبخار.

المبرد هو وسيلة تنقل الحرارة من مصدر الحرارة إلى أجهزة التدفئة وأنظمة التدفئة والتهوية وإمدادات المياه الساخنة.

يتلقى المبرد الحرارة في غرفة المرجل بالمنطقة (أو CHP) ومن خلال خطوط الأنابيب الخارجية، والتي تسمى شبكات التدفئة، يدخل إلى أنظمة التدفئة والتهوية الصناعية والعامة والمدنية. المباني السكنية. في أجهزة التدفئة الموجودة داخل المباني، يقوم المبرد بإطلاق جزء من الحرارة المتراكمة فيه ويتم تفريغه عبر خطوط أنابيب خاصة إلى مصدر الحرارة.

في أنظمة تسخين المياه يكون سائل التبريد هو الماء، وفي أنظمة البخار يكون البخار. في بيلاروسيا، يتم استخدام أنظمة تسخين المياه للمدن والمناطق السكنية. يستخدم البخار في المواقع الصناعية للأغراض التكنولوجية.

يمكن أن تكون أنظمة خطوط أنابيب تسخين المياه عبارة عن أنبوب واحد أو أنبوب مزدوج (في بعض الحالات متعدد الأنابيب). الأكثر شيوعا هو نظام ثنائي الأنابيبإمدادات الحرارة (يتم توفير الماء الساخن للمستهلك من خلال أنبوب واحد، ويتم إرجاع الماء المبرد إلى محطة الطاقة الحرارية أو غرفة المرجل من خلال أنبوب العودة الآخر). هناك أنظمة إمدادات الحرارة المفتوحة والمغلقة. في نظام مفتوحيتم تنفيذ "السحب المباشر للمياه"، أي. يتم تفكيك الماء الساخن من شبكة الإمداد من قبل المستهلكين لتلبية الاحتياجات المنزلية والصحية والنظافة. عند استخدام الماء الساخن بالكامل، يمكن استخدام نظام الأنبوب الواحد. ل نظام مغلقتتميز بالعودة الكاملة تقريبًا لمياه الشبكة إلى محطة الطاقة الحرارية (أو غرفة غلايات المنطقة).

تنطبق المتطلبات التالية على مبردات أنظمة التدفئة المركزية: صحية وصحية(يجب ألا يؤدي المبرد إلى تفاقم الظروف الصحية في الأماكن المغلقة - متوسط ​​درجة الحرارةلا يمكن أن تتجاوز المساحة السطحية لأجهزة التدفئة 70-80)، التقنية والاقتصادية (بحيث تكون تكلفة خطوط أنابيب النقل ضئيلة، وكتلة أجهزة التدفئة صغيرة ويضمن الحد الأدنى من الاستهلاكالوقود لتدفئة المباني) والتشغيلية (الإمكانية التعديل المركزيانتقال الحرارة من أنظمة الاستهلاك بسبب درجات الحرارة الخارجية المتغيرة).

يتم اختيار اتجاه أنابيب الحرارة وفقًا للخريطة الحرارية للمنطقة، مع الأخذ بعين الاعتبار مواد المسح الجيوديسي، ومخططات الهياكل الموجودة والمخطط لها فوق الأرض وتحت الأرض، وبيانات عن خصائص التربة، وما إلى ذلك. مسألة اختيار نوع الحرارة يتم تحديد الأنابيب (فوق الأرض أو تحت الأرض) مع مراعاة الظروف المحلية والمبررات الفنية والاقتصادية.

في مستوى عالالمياه الجوفية والخارجية، وكثافة الهياكل الموجودة تحت الأرض على طول مسار خط أنابيب الحرارة المصمم، والتي تعبرها الوديان بشدة و بالسكك الحديديةفي معظم الحالات، تعطى الأفضلية لأنابيب الحرارة فوق الأرض. كما يتم استخدامها غالبًا في أراضي المؤسسات الصناعية عندما وضع مشتركخطوط أنابيب الطاقة والعمليات على الجسور المشتركة أو الدعامات العالية.

في المناطق السكنية، ولأسباب معمارية، عادة ما تستخدم شبكات التدفئة تحت الأرض. ومن الجدير بالذكر أن الشبكات الموصلة للحرارة فوق الأرض متينة وقابلة للإصلاح، مقارنة بالشبكات الموجودة تحت الأرض. ولذلك، فمن المستحسن استكشاف الاستخدام الجزئي على الأقل لخطوط أنابيب الحرارة تحت الأرض.

عند اختيار مسار خط أنابيب الحرارة، ينبغي للمرء أن يسترشد، أولا وقبل كل شيء، بشروط موثوقية إمدادات الحرارة، وسلامة عمل موظفي التشغيل والسكان، والقدرة على القضاء بسرعة على المشاكل والحوادث.

لأغراض سلامة وموثوقية إمدادات الحرارة، لا يتم وضع الشبكات في قنوات مشتركة مع خطوط أنابيب الأكسجين وخطوط أنابيب الغاز وخطوط الأنابيب الهواء المضغوطمع ضغط أعلى من 1.6 ميجا باسكال. عند تصميم خطوط أنابيب الحرارة تحت الأرض لتقليل التكاليف الأولية، يجب عليك اختيار الحد الأدنى لعدد الغرف، وتشييدها فقط في نقاط التثبيت للتجهيزات والأجهزة التي تتطلب الصيانة. يتم تقليل عدد الغرف المطلوبة عند استخدام منفاخ أو معوضات العدسات، بالإضافة إلى المعوضات المحورية طويلة الشوط (المعوضات المزدوجة)، والتعويض الطبيعي لتشوهات درجة الحرارة.

على غير الطريق، يسمح بأسقف الغرف وأعمدة التهوية، جاحظ على سطح الأرض إلى ارتفاع 0.4 متر، لتسهيل إفراغ (الصرف) من أنابيب الحرارة، يتم وضعها بمنحدر نحو الأفق. لحماية خط أنابيب البخار من دخول المكثفات من خط أنابيب المكثفات خلال الفترة التي يتوقف فيها خط أنابيب البخار أو ينخفض ​​ضغط البخار، يجب تركيب صمامات أو بوابات بعد مصائد المكثفات.

يتم إنشاء مقطع طولي على طول مسار شبكة التدفئة، حيث يتم تطبيق التخطيط والعلامات الأرضية الموجودة والمستوى الثابت المياه الجوفيةوالاتصالات تحت الأرض القائمة والمتوقعة، وغيرها من الهياكل التي يعبرها خط أنابيب الحرارة، مما يدل على الارتفاعات الرأسية لهذه الهياكل.

2. فقدان الطاقة الحرارية أثناء الإرسال.

لتقييم كفاءة أي نظام، بما في ذلك الحرارة والطاقة، عادة ما يتم استخدام المؤشر الفيزيائي المعمم - المعامل عمل مفيد(كفاءة). المعنى المادي للكفاءة هو نسبة القيمة التي تم الحصول عليها عمل مفيد(الطاقة) المستهلكة. وهذا الأخير بدوره هو مجموع العمل المفيد (الطاقة) المستلم والخسائر الناشئة في عمليات النظام. وبالتالي، فإن زيادة كفاءة النظام (وبالتالي زيادة كفاءته) لا يمكن تحقيقها إلا عن طريق تقليل كمية الخسائر غير المنتجة التي تنشأ أثناء التشغيل. هذه هي المهمة الرئيسية لتوفير الطاقة.

المشكلة الرئيسية التي تظهر عند حل هذه المشكلة هي تحديد أكبر مكونات هذه الخسائر واختيار الحل التكنولوجي الأمثل الذي يمكن أن يقلل بشكل كبير من تأثيرها على قيمة الكفاءة. علاوة على ذلك، فإن كل كائن محدد (هدف توفير الطاقة) له عدد من الخصائص ميزات التصميموتختلف مكونات فقدان الحرارة في الحجم. وعندما يتعلق الأمر بزيادة كفاءة معدات الحرارة والطاقة (على سبيل المثال، نظام التدفئة)، قبل اتخاذ قرار لصالح استخدام أي ابتكار تكنولوجي، فمن الضروري إجراء فحص مفصل للنظام نفسه وتحديد أكثر قنوات هامة لفقدان الطاقة. سيكون الحل المعقول هو استخدام التقنيات التي من شأنها أن تقلل بشكل كبير من أكبر المكونات غير المنتجة لفقد الطاقة في النظام وأثناءه الحد الأدنى من التكاليفسوف تزيد بشكل كبير من كفاءتها.

2.1 مصادر الخسائر.

لغرض التحليل، يمكن تقسيم أي نظام للحرارة والطاقة إلى ثلاثة أقسام رئيسية:

1. منطقة إنتاج الطاقة الحرارية (غرفة المرجل)؛

2. منطقة نقل الطاقة الحرارية للمستهلك (خطوط أنابيب شبكة التدفئة).

3. مجال استهلاك الطاقة الحرارية (منشأة ساخنة).

كل قسم من الأقسام المذكورة أعلاه له خسائر غير منتجة مميزة، والحد منها هو الوظيفة الرئيسية لتوفير الطاقة. دعونا ننظر إلى كل قسم على حدة.

1. موقع إنتاج الطاقة الحرارية. غرفة المرجل الموجودة.

الحلقة الرئيسية في هذا القسم هي وحدة الغلاية والتي من وظائفها تحويل الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة حرارية ونقل هذه الطاقة إلى سائل التبريد. يحدث عدد من العمليات الفيزيائية والكيميائية في وحدة الغلاية، ولكل منها كفاءتها الخاصة. وأي وحدة غلاية، مهما كانت مثالية، تفقد بالضرورة بعض طاقة الوقود في هذه العمليات. يظهر في الشكل رسم تخطيطي مبسط لهذه العمليات.

في موقع إنتاج الطاقة الحرارية في التشغيل العاديفي وحدة الغلاية، هناك دائمًا ثلاثة أنواع من الخسائر الرئيسية: مع انخفاض احتراق الوقود وغازات العادم (عادة لا تزيد عن 18%)، وفقدان الطاقة من خلال بطانة الغلاية (لا يزيد عن 4%)، وفقدان الطاقة أثناء التطهير والتطهير. الاحتياجات الخاصة لغرفة المرجل (حوالي 3٪). أرقام فقدان الحرارة المشار إليها قريبة تقريبًا من غلاية منزلية عادية وليست جديدة (بكفاءة تبلغ حوالي 75٪). تتمتع وحدات الغلايات الحديثة الأكثر تقدمًا بكفاءة حقيقية تبلغ حوالي 80-85%، كما أن خسائرها القياسية أقل. ومع ذلك، فإنها يمكن أن تزيد أكثر:

• إذا لم يتم إجراء الضبط الروتيني لوحدة الغلاية مع جرد الانبعاثات الضارة في الوقت المناسب وبطريقة فعالة، فقد تزيد الخسائر الناجمة عن حرق الغاز بنسبة 6-8٪؛
• قطر فوهات الشعلات المثبتة على وحدة المرجل قوة متوسطةعادة لا يتم إعادة حسابها للحمل الفعلي للغلاية. ومع ذلك، فإن الحمل المتصل بالغلاية يختلف عن الحمل الذي تم تصميم الموقد من أجله. يؤدي هذا التناقض دائمًا إلى انخفاض في نقل الحرارة من المشاعل إلى أسطح التسخين وزيادة بنسبة 2-5٪ في الخسائر بسبب الاحتراق الكيميائي للوقود وغازات العادم؛
• إذا تم تنظيف أسطح وحدات الغلايات، كقاعدة عامة، مرة كل 2-3 سنوات، فإن ذلك يقلل من كفاءة الغلاية ذات الأسطح الملوثة بنسبة 4-5٪ بسبب زيادة الفاقد من غازات المداخن بهذه الكمية. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي الكفاءة غير الكافية لنظام معالجة المياه الكيميائية (CWT) إلى ظهور رواسب (حجم) كيميائية على سطح المياه. الأسطح الداخليةوحدة المرجل، مما يقلل بشكل كبير من كفاءة التشغيل.
• إذا لم يتم تجهيز المرجل مجموعة كاملةوسائل التحكم والتنظيم (عدادات البخار، عدادات الحرارة، أنظمة تنظيم عملية الاحتراق والحمل الحراري) أو إذا لم يتم تكوين وسائل التحكم في وحدة الغلاية على النحو الأمثل، فإن هذا يقلل في المتوسط ​​من كفاءتها بنسبة 5٪.
• في حالة انتهاك سلامة بطانة الغلاية، يحدث شفط هواء إضافي إلى داخل الفرن، مما يزيد من الخسائر الناجمة عن الاحتراق السفلي وغازات المداخن بنسبة 2-5٪
• استخدام الحديث معدات الضخفي غرفة المرجل يسمح لك بتقليل تكاليف الكهرباء لتلبية احتياجات غرفة المرجل الخاصة بمقدار مرتين إلى ثلاث مرات وتقليل تكاليف إصلاحها وصيانتها.
• تستهلك كل دورة تشغيل وإيقاف لوحدة الغلاية كمية كبيرة من الوقود. الخيار المثاليتشغيل غرفة المرجل - تشغيلها المستمر في نطاق الطاقة الذي تحدده خريطة النظام. يتيح لنا استخدام صمامات الإغلاق الموثوقة وأجهزة الأتمتة والتحكم عالية الجودة تقليل الخسائر الناجمة عن تقلبات الطاقة وحالات الطوارئ في غرفة المرجل.

مصادر فقدان الطاقة الإضافية في غرفة المرجل المذكورة أعلاه ليست واضحة وشفافة لتحديدها. على سبيل المثال، أحد المكونات الرئيسية لهذه الخسائر - الخسائر الناجمة عن الاحتراق المنخفض - لا يمكن تحديده إلا باستخدام التحليل الكيميائي لتركيبة غازات المداخن. في الوقت نفسه، يمكن أن يكون سبب الزيادة في هذا المكون عدد من الأسباب: عدم الحفاظ على نسبة خليط الوقود والهواء الصحيحة، وهناك شفط هواء غير متحكم فيه في فرن الغلاية، وجهاز الموقد يعمل بطريقة غير مثالية الوضع، الخ.

وبالتالي، فإن الخسائر الإضافية الضمنية الثابتة فقط أثناء إنتاج الحرارة في غرفة المرجل يمكن أن تصل إلى 20-25٪!

2. الفاقد الحراري أثناء نقله إلى المستهلك. خطوط الأنابيب الحالية لشبكات التدفئة.

عادة الطاقة الحرارية، يتم نقله إلى المبرد الموجود في غرفة المرجل، ويدخل إلى نظام التدفئة الرئيسي ويذهب إلى مرافق المستهلك. عادة ما يتم تحديد قيمة كفاءة قسم معين من خلال ما يلي:

• كفاءة مضخات الشبكةضمان حركة سائل التبريد على طول مصدر التسخين الرئيسي؛
• فقدان الطاقة الحرارية على طول أنابيب التدفئة المرتبطة بطريقة مد وعزل خطوط الأنابيب؛
• فقدان الطاقة الحرارية المرتبطة بالتوزيع الصحيح للحرارة بين الأجسام الاستهلاكية، ما يسمى. التكوين الهيدروليكي للتدفئة الرئيسية.
• حدوث تسربات سائل التبريد بشكل دوري أثناء حالات الطوارئ والطوارئ.

مع نظام التدفئة الرئيسي المصمم بشكل معقول والمعدل هيدروليكيًا، نادرًا ما تكون مسافة المستهلك النهائي من موقع إنتاج الطاقة أكثر من 1.5-2 كم، وعادةً لا تتجاوز الخسارة الإجمالية 5-7%. لكن:

• إن استخدام مضخات الشبكة المحلية عالية الطاقة ذات الكفاءة المنخفضة يؤدي دائمًا إلى إهدار كبير للكهرباء.
• مع طول خطوط أنابيب التدفئة الكبيرة، فإن جودة العزل الحراري لأنابيب التدفئة لها تأثير كبير على كمية فقدان الحرارة.
• تعد الكفاءة الهيدروليكية لخط التسخين الرئيسي عاملاً أساسيًا في تحديد كفاءة تشغيله. يجب أن تكون الأجسام المستهلكة للحرارة المتصلة بمصدر التسخين الرئيسي متباعدة بشكل صحيح بحيث يتم توزيع الحرارة عليها بالتساوي. وبخلاف ذلك، يتوقف استخدام الطاقة الحرارية بشكل فعال في مرافق الاستهلاك وينشأ موقف مع عودة جزء من الطاقة الحرارية من خلال خط أنابيب العودةإلى غرفة المرجل. بالإضافة إلى تقليل كفاءة وحدات الغلايات، يؤدي ذلك إلى تدهور جودة التدفئة في المباني البعيدة على طول شبكة التدفئة.
• إذا تم تسخين المياه لأنظمة إمدادات المياه الساخنة (DHW) على مسافة من كائن الاستهلاك، فيجب أن يتم تصنيع خطوط أنابيب طرق DHW وفقًا لمخطط الدورة الدموية. وجود طريق مسدود مخططات المياه الساخنةيعني في الواقع أن حوالي 35-45% من الطاقة الحرارية تذهب إلى احتياجات المياه الساخنة، يضيع.

عادة، يجب ألا يتجاوز فقدان الطاقة الحرارية في أنابيب التدفئة 5-7٪. لكن في الحقيقة من الممكن أن يصلوا إلى قيم 25% أو أعلى!

3. الخسائر في مرافق استهلاك الحرارة. أنظمة التدفئة والمياه الساخنة للمباني القائمة.

أهم مكونات فقدان الحرارة في أنظمة الطاقة الحرارية هي الخسائر في مرافق المستهلك. إن وجود مثل هذا ليس شفافًا ولا يمكن تحديده إلا بعد ظهور عداد الطاقة الحرارية في محطة التدفئة بالمبنى. مقياس الحرارة. تجربة مع كمية ضخمةتسمح لنا الأنظمة الحرارية المحلية بالإشارة إلى المصادر الرئيسية للخسائر غير المنتجة للطاقة الحرارية. في الحالة الأكثر شيوعًا، هذه هي الخسائر:

• في أنظمة التدفئة المرتبطة بالتوزيع غير المتكافئ للحرارة في جميع أنحاء جسم الاستهلاك وعدم عقلانية الدائرة الحرارية الداخلية للكائن (5-15٪) ؛
• في أنظمة التدفئة المرتبطة بالتناقض بين طبيعة التدفئة والتيار الظروف الجوية (15-20%);
• V أنظمة الماء الساخنبسبب عدم إعادة تدوير الماء الساخن، يتم فقدان ما يصل إلى 25٪ من الطاقة الحرارية؛
• في أنظمة DHW بسبب غياب أو عدم إمكانية تشغيل منظمات الماء الساخن في غلايات DHW (ما يصل إلى 15٪ من حمل DHW)؛
• في الغلايات الأنبوبية (عالية السرعة) بسبب وجود تسربات داخلية وتلوث أسطح التبادل الحراري وصعوبة التنظيم (حتى 10-15٪ من حمل الماء الساخن).

يمكن أن يصل إجمالي الخسائر غير الإنتاجية الضمنية في منشأة الاستهلاك إلى 35% من الحمل الحراري!

السبب الرئيسي غير المباشر لوجود وزيادة الخسائر المذكورة أعلاه هو عدم وجود أجهزة قياس استهلاك الحرارة في مرافق استهلاك الحرارة. إن عدم وجود صورة شفافة لاستهلاك الحرارة في المنشأة يؤدي إلى سوء فهم لأهمية اتخاذ تدابير لتوفير الطاقة هناك.

3. العزل الحراري

العزل الحراري، العزل الحراري, العزل الحراري , حماية المباني , الحراري المنشآت الصناعية(أو العقد الفردية الخاصة بهم)، غرف التبريدوخطوط الأنابيب وأشياء أخرى من التبادل الحراري غير المرغوب فيه مع البيئة. على سبيل المثال، في هندسة البناء والطاقة الحرارية، يعد العزل الحراري ضروريًا لتقليل فقدان الحرارة بيئةفي تكنولوجيا التبريد والتبريد - لحماية المعدات من تدفق الحرارة الخارجي. يتم ضمان العزل الحراري عن طريق تركيب أسوار خاصة مصنوعة من مواد عازلة للحرارة (على شكل قذائف وطلاءات وما إلى ذلك) وإعاقة انتقال الحرارة؛ وتسمى عوامل الحماية الحرارية نفسها أيضًا بالعزل الحراري. مع التبادل الحراري الحملي السائد، يتم استخدام سياج يحتوي على طبقات من المواد غير المنفذة للهواء للعزل الحراري؛ لنقل الحرارة الإشعاعية - هياكل مصنوعة من مواد تعكس الإشعاع الحراري (على سبيل المثال، رقائق معدنية، فيلم لافسان المعدني)؛ مع التوصيل الحراري (الآلية الرئيسية لنقل الحرارة) - المواد ذات البنية المسامية المتطورة.

يتم تحديد فعالية العزل الحراري في نقل الحرارة بالتوصيل من خلال المقاومة الحرارية (R) للهيكل العازل. بالنسبة للهيكل أحادي الطبقة R=d/l، حيث d هو سمك طبقة المادة العازلة، وl هو معامل التوصيل الحراري. يتم تحقيق زيادة كفاءة العزل الحراري باستخدام مواد عالية المسامية و هياكل متعددة الطبقاتمع فجوات الهواء.

تتمثل مهمة العزل الحراري للمباني في تقليل فقدان الحرارة خلال موسم البرد وضمان الثبات النسبي لدرجة الحرارة الداخلية طوال اليوم عندما تتقلب درجة الحرارة الخارجية. باستخدام مواد العزل الحراري الفعالة للعزل الحراري، من الممكن تقليل سمك ووزن الهياكل المحيطة بشكل كبير وبالتالي تقليل استهلاك مواد البناء الأساسية (الطوب والأسمنت والصلب وغيرها) وزيادة الأبعاد المسموح بها للعناصر الجاهزة .

في المنشآت الصناعية الحرارية (الأفران الصناعية، الغلايات، الأوتوكلاف، إلخ)، يوفر العزل الحراري توفيرًا كبيرًا في الوقود، ويزيد من قوة الوحدات الحرارية ويزيد من كفاءتها، ويكثف العمليات التكنولوجية، ويقلل من استهلاك المواد الأساسية. الكفاءة الاقتصاديةغالبًا ما يتم تقييم العزل الحراري في الصناعة من خلال معامل توفير الحرارة h = (Q 1 - Q 2)/Q 1 (حيث Q 1 هو فقدان الحرارة للتركيب بدون عزل حراري، و Q 2 - مع العزل الحراري). العزل الحراري للمنشآت الصناعية العاملة في درجات حرارة عالية، يساهم أيضًا في خلق ظروف عمل صحية وصحية عادية لموظفي الخدمة في المتاجر الساخنة ومنع الإصابات الصناعية.

3.1 مواد العزل الحراري

المجالات الرئيسية لتطبيق مواد العزل الحراري هي عزل الضميمة هياكل البناء, المعدات التكنولوجية(الأفران الصناعية ووحدات التدفئة والثلاجات وغيرها) وخطوط الأنابيب.

ليس فقط خسائر الحرارةولكن أيضًا متانتها. مع الجودة المناسبة للمواد وتكنولوجيا التصنيع، يمكن للعزل الحراري أن يؤدي دوره في نفس الوقت حماية ضد التآكلالسطح الخارجي خط أنابيب الصلب. وتشمل هذه المواد مادة البولي يوريثين ومشتقاته - خرسانة البوليمر والبيون.

المتطلبات الرئيسية لهياكل العزل الحراري هي كما يلي:

الموصلية الحرارية المنخفضة سواء في الحالة الجافة أو في الحالة الرطوبة الطبيعية;

· انخفاض امتصاص الماء وصغر ارتفاع الشعيرات الدموية للرطوبة السائلة.

· انخفاض نشاط التآكل.

· عالي المقاومة الكهربائية;

· التفاعل القلوي للبيئة (الرقم الهيدروجيني> 8.5)؛

· قوة ميكانيكية كافية.

المتطلبات الرئيسية لمواد العزل الحراري لخطوط أنابيب البخار لمحطات الطاقة وبيوت الغلايات هي الموصلية الحرارية المنخفضة والمقاومة العالية للحرارة. تتميز هذه المواد عادةً بمحتوى عالٍ من مسام الهواء وكثافة ظاهرية منخفضة. تحدد الجودة الأخيرة لهذه المواد زيادة استرطابيتها وامتصاصها للماء.

أحد المتطلبات الرئيسية لمواد العزل الحراري لخطوط الأنابيب الحرارية تحت الأرض هو انخفاض امتصاص الماء. ولذلك، فإن مواد العزل الحراري عالية الفعالية التي تحتوي على نسبة كبيرة من مسام الهواء، والتي تمتص الرطوبة بسهولة من التربة المحيطة، عادة ما تكون غير مناسبة لخطوط الأنابيب الحرارية تحت الأرض.

هناك مواد صلبة (ألواح، كتل، طوب، قذائف، شرائح، وما إلى ذلك)، مرنة (الحصير، المراتب، الحزم، الحبال، وما إلى ذلك)، سائبة (حبيبية، مساحيق) أو مواد عزل حراري ليفية. بناءً على نوع المواد الخام الرئيسية، يتم تقسيمها إلى عضوية وغير عضوية ومختلطة.

وينقسم العضوي بدوره إلى عضوي طبيعي وعضوي صناعي. تشمل المواد الطبيعية العضوية المواد التي تم الحصول عليها عن طريق معالجة الأخشاب غير التجارية ونفايات الخشب (الألواح الليفية و ألواح الجسيمات) والمخلفات الزراعية (القش والقصب وغيرها) والجفت (ألواح الخث) والمواد الخام العضوية المحلية الأخرى. تتميز مواد العزل الحراري هذه، كقاعدة عامة، بانخفاض مستوى الماء والمقاومة الحيوية. المواد الاصطناعية العضوية ليس لديها هذه العيوب. المواد الواعدة جدًا في هذه المجموعة الفرعية هي المواد البلاستيكية الرغوية التي يتم الحصول عليها عن طريق رغوة الراتنجات الاصطناعية. تحتوي المواد البلاستيكية الرغوية على مسام مغلقة صغيرة وهذا يختلف عن المواد البلاستيكية الرغوية - وهي أيضًا مواد بلاستيكية رغوية، ولكن بها مسام متصلة وبالتالي لا تستخدم كمواد عزل حراري. اعتمادا على الوصفة والشخصية العملية التكنولوجيةيمكن أن تكون رغاوي التصنيع صلبة وشبه صلبة ومرنة ذات مسام الحجم المطلوب; يمكن إعطاء المنتجات الخصائص المطلوبة (على سبيل المثال، تقليل القابلية للاشتعال). السمة المميزة لمعظم المواد العضوية العازلة للحرارة هي مقاومة الحريق المنخفضة، لذلك يتم استخدامها عادة في درجات حرارة لا تزيد عن 150 درجة مئوية.

أكثر مقاومة للحريق هي المواد ذات التركيبة المختلطة (الفيبروليت، والخرسانة الخشبية، وما إلى ذلك)، والتي يتم الحصول عليها من خليط من المواد الرابطة المعدنية والحشو العضوي (نشارة الخشب، ونشارة الخشب، وما إلى ذلك).

المواد غير العضوية. ممثل هذه المجموعة الفرعية هو رقائق الألومنيوم(الفول). يتم تطبيقه في النموذج صفائح مموجةوضعت مع تشكيل فجوات الهواء. ميزة هذه المادة هي انعكاسيتها العالية، مما يقلل من انتقال الحرارة الإشعاعية، وهو أمر ملحوظ بشكل خاص في درجات الحرارة المرتفعة. الممثلون الآخرون للمجموعة الفرعية للمواد غير العضوية هم ألياف صناعية: الصوف المعدني والخبث والزجاج. متوسط ​​السماكة الصوف المعدني 6-7 ميكرون، متوسط ​​معامل التوصيل الحراري 0.045 = واط/(م*ك). هذه المواد غير قابلة للاشتعال ومضادة للقوارض. لديهم استرطابية منخفضة (لا تزيد عن 2٪)، ولكن امتصاص الماء العالي (يصل إلى 600٪).

الخرسانة الخفيفة والخلوية (الخرسانة الخلوية والخرسانة الرغوية بشكل رئيسي)، والزجاج الرغوي، والألياف الزجاجية، والمنتجات المصنوعة من البيرلايت الممدد، وما إلى ذلك.

يتم تصنيع المواد غير العضوية المستخدمة كمواد تركيب على أساس الأسبستوس (كرتون الأسبستوس والورق واللباد) ومخاليط الأسبستوس والمواد الرابطة المعدنية (الأسبستودياتومات والأسبستوس والجير والسيليكا ومنتجات الأسمنت الأسبستي) وعلى أساس الصخور الممدد ( الفيرميكوليت، البيرلايت).

للعزل المعدات الصناعيةوالمنشآت التي تعمل عند درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية (على سبيل المثال، الأفران المعدنية والتدفئة وغيرها من الأفران والأفران والغلايات وما إلى ذلك)، يتم استخدام ما يسمى بالحراريات خفيفة الوزن، المصنوعة من الطين الحراري أو أكاسيد شديدة المقاومة للحرارة في شكل منتجات قطعة (الطوب وكتل التشكيلات المختلفة). كما أنها واعدة للاستخدام المواد الليفيةالعزل الحراري المصنوع من الألياف المقاومة للحرارة والمجلدات المعدنية (معامل التوصيل الحراري في درجات الحرارة المرتفعة أقل بمقدار 1.5-2 مرات من العزل التقليدي).

وبالتالي، هناك عدد كبير من مواد العزل الحراري التي يمكن الاختيار من بينها اعتمادًا على المعلمات وظروف التشغيل المنشآت المختلفة، والتي تتطلب الحماية الحرارية.

4. قائمة الأدبيات المستخدمة.

1. أندريوشينكو إيه آي، أمينوف ر. زد، خليبالين يو. إم. "محطات التدفئة واستخدامها." م: أعلى. المدرسة، 1983.

2. إيساشينكو في.بي.، أوسيبوفا في.إيه.، سوكوميل أ.س. "انتقال الحرارة". م: الطاقة، 1981.

3. ر.ب. جروشمان "ما يحتاج العازل الحراري إلى معرفته." لينينغراد. سترويزدات، 1987.

4. سوكولوف ف. يا "شبكات التدفئة والتدفئة" دار النشر م: انيرجيا، 1982.

5. المعدات الحراريةوشبكات التدفئة. ج.أ. أرسينييف وآخرون: إنيرجواتوميزدات، 1988.

6. "انتقال الحرارة" بقلم ف.ب. إيساشينكو ، ف. أوسيبوفا، أ.س. سوكوميل. موسكو؛ الطاقة، 1981.

---رابعا. تحسين كفاءة أنظمة إمدادات الطاقة
------4.4. شبكات الحرارة

4.4.3. طرق تقليل الفاقد في شبكات التدفئة

ثامنا. استخدام موارد الطاقة المتجددة

الطرق الرئيسية هي:

• التشخيص الدوري ومراقبة حالة شبكات التدفئة.
• تصريف القنوات.
• استبدال الأجزاء المتداعية والمتضررة بشكل متكرر من شبكات التدفئة (في المقام الأول تلك المعرضة للفيضانات) بناءً على نتائج التشخيص الهندسي، باستخدام هياكل العزل الحراري الحديثة؛
• تنظيف المصارف؛
• استعادة (تطبيق) الطلاءات المضادة للتآكل والحرارة والعزل المائي في الأماكن التي يمكن الوصول إليها؛
• زيادة الرقم الهيدروجيني لمياه الشبكة.
• ضمان معالجة المياه عالية الجودة لمياه الماكياج؛
• تنظيم الحماية الكهروكيميائية لخطوط الأنابيب.
• استعادة العزل المائي لمفاصل بلاطة الأرضية.
• تهوية القنوات والغرف.
• تركيب وصلات التمدد منفاخ.
• استخدام أنابيب الصلب المحسنة وخطوط الأنابيب غير المعدنية؛
• تنظيم التحديد في الوقت الحقيقي لفقد الطاقة الحرارية الفعلية في شبكات التدفئة الرئيسية بناءً على البيانات المستمدة من أجهزة قياس الطاقة الحرارية في المحطة الحرارية ولدى المستهلكين بغرض اتخاذ القرار الفوري للقضاء على أسباب زيادة الخسائر؛
• تعزيز الإشراف أثناء أعمال الإنعاش في حالات الطوارئ من خلال عمليات التفتيش الإدارية والفنية؛
• نقل المستهلكين من إمدادات الحرارة من نقاط التدفئة المركزية إلى نقاط التدفئة الفردية.

يجب إنشاء حوافز ومعايير للموظفين. مهمة خدمة الطوارئ اليوم: تعال، احفر، رقع، املأ، غادر. إن إدخال معيار واحد فقط لتقييم النشاط - عدم وجود تمزقات متكررة - يؤدي إلى تغيير الوضع بشكل جذري على الفور (تحدث التمزقات في الأماكن التي تحتوي على أخطر مجموعة من عوامل التآكل ويجب فرض متطلبات متزايدة فيما يتعلق بالحماية من التآكل على الأقسام المحلية المستبدلة شبكة التدفئة). ستظهر معدات التشخيص على الفور، وسيكون هناك فهم أنه إذا غمرت المياه مصدر التدفئة هذا، فيجب تصريفه، وإذا كان الأنبوب فاسدًا، فستكون خدمة الطوارئ أول من يثبت أن قسمًا من الشبكة يحتاج إلى ليتم تغييرها.

من الممكن إنشاء نظام فيه شبكة التدفئة، حيث حدث التمزق، سيتم اعتباره "مريضًا" وسيتم إدخاله للعلاج في خدمة الإصلاح، مثل المستشفى. وبعد "العلاج"، سيتم إعادته إلى الخدمة التشغيلية مع استعادة المورد.

تعتبر الحوافز الاقتصادية للعاملين في مجال التشغيل مهمة جدًا أيضًا. إن توفير 10-20% من تقليل الخسائر الناجمة عن التسربات (شريطة الامتثال لمعايير عسر مياه الشبكة) المدفوعة للموظفين يعمل بشكل أفضل من أي استثمار خارجي. وفي الوقت نفسه، وبسبب انخفاض عدد المناطق التي غمرتها الفيضانات، يتم تقليل الخسائر الناجمة عن العزل وزيادة عمر خدمة الشبكات.

أول ما فعلته شركات الإمداد الحراري في دول CMEA ودول البلطيق السابقة بعد الانتقال إلى علاقات السوق هو استنزاف قنوات شبكات التدفئة. ومن بين جميع التدابير التقنية الممكنة لخفض التكاليف، تبين أن هذا هو الأكثر فعالية من حيث التكلفة.

من الضروري تحسين جودة استبدال شبكات التدفئة بشكل جذري من خلال:

• الفحص الأولي للمنطقة المرسلة لتحديد أسباب الفشل الفترة التنظيميةالخدمة والتدريب على الجودة الاختصاصاتللتصميم؛
• تطوير المشروع الإلزامي إصلاحمع تبرير مدة الخدمة المتوقعة؛
• اختبار الأجهزة المستقلة لجودة شبكات التدفئة.
• إدخال المسؤولية الشخصية للمسؤولين عن جودة الحشيات.

تم حل المشكلة الفنية المتمثلة في ضمان عمر الخدمة القياسي لشبكات التدفئة في الخمسينيات من القرن العشرين. بسبب استخدام الأنابيب ذات الجدران السميكة و جودة عالية أعمال البناء، في المقام الأول الحماية ضد التآكل. الآن تجنيد الوسائل التقنيةأوسع بكثير.

في السابق، كانت السياسة الفنية تحددها أولوية تقليل الاستثمارات الرأسمالية. وكان من الضروري ضمان أقصى زيادة في الإنتاج بتكاليف أقل، بحيث تعوض هذه الزيادة تكاليف الإصلاحات في المستقبل. وفي الوضع الحالي فإن هذا النهج غير مقبول. في الوضع الطبيعي الظروف الاقتصاديةلا يستطيع المالك تحمل تكلفة وضع شبكات تتراوح مدة خدمتها بين 10 و 12 سنة، وهذا أمر مدمر بالنسبة له. وهذا أمر غير مقبول بشكل خاص عندما يصبح سكان المدينة هو الدافع الرئيسي. في كل تشكيل البلديةيجب أن تكون هناك رقابة صارمة على جودة تركيب شبكات التدفئة.

يجب تغيير أولويات أموال الإنفاق، والتي يتم إنفاق معظمها اليوم على استبدال أقسام شبكات التدفئة التي حدث فيها تمزقات في الأنابيب أثناء التشغيل أو اختبار الضغط الصيفي، إلى منع تكون التمزقات من خلال مراقبة معدل تآكل الأنابيب واتخاذ الإجراءات اللازمة تقليله.

نطلب منك ترك تعليقاتك واقتراحاتك حول الإستراتيجية. لقراءة المستند، حدد القسم الذي يهمك.

تقنيات توفير الطاقةوالأساليب

مقدمة
توضح هذه المقالة بإيجاز مشاكل توفير الطاقة التي تطورت اليوم في الغالبية العظمى من المنشآت المحلية لإنتاج ونقل واستهلاك الطاقة الحرارية، وتقدم خيارات لحلها الفعال.

تم تصميم وإنشاء الأنظمة الحرارية الحالية في معظمها دون مراعاة الفرص التي ظهرت في سوق الحرارة والطاقة على مدى السنوات العشر الماضية. أدى التطور الهائل لتكنولوجيا الحوسبة إلى ظهور عدد كبير من الابتكارات التكنولوجية في ذلك الوقت، والتي غيرت الوضع بشكل جذري في توفير الطاقة. على سبيل المثال، أدت القدرة على محاكاة العمليات الحرارية بدقة على جهاز الكمبيوتر إلى ظهور عمليات جديدة تصاميم فعالةوقد جعلت الغلايات ودوائر التدفئة والتقدم في صناعة الإلكترونيات ذلك ممكنا تطبيق واسعأجهزة قياس الطاقة الحرارية وأجهزة التحكم اقتصادية للغاية.

وهكذا، في نهاية القرن العشرين، تلقى توفير الطاقة عددًا كبيرًا من التقنيات الفعالة والمعدات الجديدة، مما جعل من الممكن زيادة موثوقية وكفاءة الأنظمة الحرارية الحالية بشكل كبير (حتى 50٪) وتصميم أنظمة جديدة كانت تختلف نوعيا عن تلك الموجودة.

توفير الطاقة. البديهيات.

لتقييم كفاءة تشغيل أي نظام، بما في ذلك الحرارة والطاقة، عادة ما يتم استخدام مؤشر مادي معمم - معامل الأداء (الكفاءة). المعنى المادي للكفاءة هو نسبة مقدار العمل المفيد (الطاقة) المستلمة إلى المبلغ المنفق. وهذا الأخير بدوره هو مجموع العمل المفيد (الطاقة) المستلم والخسائر الناشئة في عمليات النظام. وبالتالي، فإن زيادة كفاءة النظام (وبالتالي زيادة كفاءته) لا يمكن تحقيقها إلا من خلال تقليل مقدار الخسائر غير المنتجة التي تنشأ أثناء التشغيل. هذه هي المهمة الرئيسية لتوفير الطاقة.

المشكلة الرئيسية التي تظهر عند حل هذه المشكلة هي تحديد أكبر مكونات هذه الخسائر واختيار الحل التكنولوجي الأمثل الذي يمكن أن يقلل بشكل كبير من تأثيرها على قيمة الكفاءة. علاوة على ذلك، فإن كل كائن محدد - هدف توفير الطاقة - لديه عدد من ميزات التصميم المميزة ومكونات فقدان الحرارة الخاصة به تختلف في الحجم. وعندما يتعلق الأمر بزيادة كفاءة معدات الحرارة والطاقة (على سبيل المثال، نظام التدفئة)، قبل اتخاذ قرار لصالح استخدام أي ابتكار تكنولوجي، فمن الضروري إجراء فحص مفصل للنظام نفسه وتحديد أكثر قنوات هامة لفقدان الطاقة. سيكون الحل المعقول هو استخدام التقنيات التي من شأنها أن تقلل بشكل كبير من أكبر المكونات غير المنتجة لفقد الطاقة في النظام، وبأقل تكلفة، ستزيد بشكل كبير من كفاءته التشغيلية.

ومع ذلك، على الرغم من التفرد في حالة عامةالعوامل المسببة للخسائر في كل نظام حراري محدد، المرافق المنزلية لها عدد السمات المميزة. وهي متشابهة جدًا مع بعضها البعض، ويرجع ذلك إلى حقيقة أنها تم بناؤها وفقًا لمعايير التصميم المشتركة لمركبة سويوز في وقت كانت فيه الطاقة الحرارية تكلف "فلسًا واحدًا". تمت دراسة المشكلات المميزة والقنوات الرئيسية لفقد الحرارة في أنظمة الطاقة في منشآت "ما بعد الاتحاد السوفيتي" جيدًا من قبل المتخصصين في مؤسستنا. لقد تم حل الغالبية العظمى من مشاكل توفير الطاقة فيها عمليًا، مما يسمح لنا بإجراء تحليل والنظر في المواقف الأكثر شيوعًا مع فقدان الحرارة وتقديم خيارات لحلها من خلال التنبؤ بالنتائج، بناءً على خبرتنا العمل مع مواقف مماثلة في مرافق أخرى.

الدراسة أدناه تدرس أكثر من غيرها مشاكل مميزةتصف المنشآت الحرارية الحالية أهم قنوات الخسائر غير المنتجة للطاقة الحرارية فيها وتقدم خيارات لتقليل هذه الخسائر من خلال التنبؤ الأولي بالنتائج.

الأنظمة الحرارية. مصادر الخسائر.

لغرض التحليل، يمكن تقسيم أي نظام للحرارة والطاقة إلى ثلاثة أقسام رئيسية:

1. منطقة إنتاج الطاقة الحرارية (غرفة المرجل)؛

2. منطقة نقل الطاقة الحرارية للمستهلك (خطوط أنابيب شبكة التدفئة).

3. مجال استهلاك الطاقة الحرارية (منشأة ساخنة).

كل قسم من الأقسام المذكورة أعلاه له خسائر غير منتجة مميزة، والحد منها هو الوظيفة الرئيسية لتوفير الطاقة. دعونا ننظر إلى كل قسم على حدة.

1. موقع إنتاج الطاقة الحرارية. غرفة المرجل الموجودة.

الحلقة الرئيسية في هذا القسم هي وحدة الغلاية والتي من وظائفها تحويل الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة حرارية ونقل هذه الطاقة إلى سائل التبريد. يحدث عدد من العمليات الفيزيائية والكيميائية في وحدة الغلاية، ولكل منها كفاءتها الخاصة. وأي وحدة غلاية، مهما كانت مثالية، تفقد بالضرورة بعض طاقة الوقود في هذه العمليات. يظهر في الشكل رسم تخطيطي مبسط لهذه العمليات.

في منطقة إنتاج الطاقة الحرارية، أثناء التشغيل العادي لوحدة المرجل، هناك دائمًا ثلاثة أنواع من الخسائر الرئيسية: مع احتراق الوقود وغازات العادم (عادة لا تزيد عن 18٪)، وفقدان الطاقة من خلال بطانة المرجل (لا يزيد عن 18٪) 4٪) والخسائر مع التطهير والاحتياجات الخاصة لغرفة المرجل ( حوالي 3٪). أرقام فقدان الحرارة المشار إليها قريبة تقريبًا من غلاية منزلية عادية وليست جديدة (بكفاءة تبلغ حوالي 75٪). تتمتع وحدات الغلايات الحديثة الأكثر تقدمًا بكفاءة حقيقية تبلغ حوالي 80-85%، كما أن خسائرها القياسية أقل. ومع ذلك، فإنها يمكن أن تزيد أكثر:

إذا لم يتم إجراء الضبط الروتيني لوحدة الغلاية مع جرد الانبعاثات الضارة في الوقت المناسب وبطريقة فعالة، فقد تزيد الخسائر الناجمة عن حرق الغاز بنسبة 6-8٪؛ عادةً لا يتم إعادة حساب قطر فوهات الشعلات المثبتة على وحدة غلاية متوسطة الطاقة للحمل الفعلي للغلاية. ومع ذلك، فإن الحمل المتصل بالغلاية يختلف عن الحمل الذي تم تصميم الموقد من أجله. يؤدي هذا التناقض دائمًا إلى انخفاض في نقل الحرارة من المشاعل إلى أسطح التسخين وزيادة بنسبة 2-5٪ في الخسائر بسبب الاحتراق الكيميائي للوقود وغازات العادم؛ إذا تم تنظيف أسطح وحدات الغلايات، كقاعدة عامة، مرة كل 2-3 سنوات، فإن ذلك يقلل من كفاءة الغلاية ذات الأسطح الملوثة بنسبة 4-5٪ بسبب زيادة الفاقد من غازات المداخن بهذه الكمية. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي كفاءة التشغيل غير الكافية لنظام معالجة المياه الكيميائية (CWT) إلى ظهور رواسب كيميائية (قشور) على الأسطح الداخلية لوحدة الغلاية، مما يقلل بشكل كبير من كفاءة تشغيلها. إذا لم تكن الغلاية مجهزة بمجموعة كاملة من أدوات التحكم والتنظيم (عدادات البخار، عدادات الحرارة، أنظمة تنظيم عملية الاحتراق والحمل الحراري) أو إذا لم يتم تكوين وسائل التحكم في وحدة الغلاية على النحو الأمثل، فإن هذا يقلل بشكل أكبر في المتوسط كفاءته بنسبة 5%. في حالة انتهاك سلامة بطانة المرجل، يحدث شفط هواء إضافي إلى الفرن، مما يزيد من الخسائر الناتجة عن الاحتراق السفلي وغازات العادم بنسبة 2-5٪. يتيح لك استخدام معدات الضخ الحديثة في غرفة المرجل تقليل تكاليف الكهرباء احتياجات غرفة الغلايات الخاصة بمقدار مرتين إلى ثلاث مرات وتقليل تكلفة إصلاحها وصيانتها. تستهلك كل دورة تشغيل وإيقاف لوحدة الغلاية كمية كبيرة من الوقود. الخيار المثالي لتشغيل غرفة المرجل هو تشغيلها المستمر في نطاق الطاقة الذي تحدده خريطة النظام. يتيح لنا استخدام صمامات الإغلاق الموثوقة وأجهزة الأتمتة والتحكم عالية الجودة تقليل الخسائر الناجمة عن تقلبات الطاقة وحالات الطوارئ في غرفة المرجل.

مصادر فقدان الطاقة الإضافية في غرفة المرجل المذكورة أعلاه ليست واضحة وشفافة لتحديدها. على سبيل المثال، أحد المكونات الرئيسية لهذه الخسائر - الخسائر الناجمة عن الاحتراق المنخفض - لا يمكن تحديده إلا باستخدام التحليل الكيميائي لتركيبة غازات المداخن. في الوقت نفسه، يمكن أن يكون سبب الزيادة في هذا المكون عدد من الأسباب: عدم الحفاظ على نسبة خليط الوقود والهواء الصحيحة، وهناك شفط هواء غير متحكم فيه في فرن الغلاية، وجهاز الموقد يعمل بطريقة غير مثالية الوضع، الخ.

وبالتالي، فإن الخسائر الإضافية الضمنية الثابتة فقط أثناء إنتاج الحرارة في غرفة المرجل يمكن أن تصل إلى 20-25٪!

يمكن بشكل عام تمثيل خوارزمية زيادة كفاءة التشغيل لوحدة الغلاية الموجودة كسلسلة من الإجراءات المحددة (حسب الفعالية):

1. السلوك فحص شاملوحدات الغلايات، بما في ذلك تحليل الغاز لمنتجات الاحتراق. تقييم جودة عمل المعدات الطرفية لغرفة المرجل.

2. إجراء الضبط الروتيني للغلايات مع حصر الانبعاثات الضارة. وضع جداول التشغيل لوحدات الغلايات بأحمال مختلفة وإجراءات تضمن تشغيل وحدات الغلايات فقط في الوضع الاقتصادي.

3. تنظيف الأسطح الخارجية والداخلية لوحدات الغلايات.

4. تجهيز غرفة المرجل بأجهزة التحكم والتنظيم العاملة، وتكوين أتمتة وحدات المرجل على النحو الأمثل.

5. استعادة العزل الحراري لوحدة الغلاية عن طريق تحديد وإزالة مصادر شفط الهواء غير الخاضعة للرقابة إلى داخل الفرن؛

6. فحص وربما ترقية نظام معالجة المياه في غرفة الغلاية.

كل قسم من الأقسام المذكورة أعلاه له خسائر غير منتجة مميزة، والحد منها هو الوظيفة الرئيسية لتوفير الطاقة. دعونا ننظر إلى كل قسم على حدة.

1. موقع إنتاج الطاقة الحرارية. غرفة المرجل الموجودة.

الحلقة الرئيسية في هذا القسم هي وحدة الغلاية والتي من وظائفها تحويل الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة حرارية ونقل هذه الطاقة إلى سائل التبريد. يحدث عدد من العمليات الفيزيائية والكيميائية في وحدة الغلاية، ولكل منها كفاءتها الخاصة. وأي وحدة غلاية، مهما كانت مثالية، تفقد بالضرورة بعض طاقة الوقود في هذه العمليات. يظهر في الشكل رسم تخطيطي مبسط لهذه العمليات.

في منطقة إنتاج الطاقة الحرارية، أثناء التشغيل العادي لوحدة المرجل، هناك دائمًا ثلاثة أنواع من الخسائر الرئيسية: مع احتراق الوقود وغازات العادم (عادة لا تزيد عن 18٪)، وفقدان الطاقة من خلال بطانة المرجل (لا يزيد عن 18٪) 4٪) والخسائر مع التطهير والاحتياجات الخاصة لغرفة المرجل ( حوالي 3٪). أرقام فقدان الحرارة المشار إليها قريبة تقريبًا من غلاية منزلية عادية وليست جديدة (بكفاءة تبلغ حوالي 75٪). تتمتع وحدات الغلايات الحديثة الأكثر تقدمًا بكفاءة حقيقية تبلغ حوالي 80-85%، كما أن خسائرها القياسية أقل. ومع ذلك، فإنها يمكن أن تزيد أكثر:

• إذا لم يتم إجراء الضبط الروتيني لوحدة الغلاية مع جرد الانبعاثات الضارة في الوقت المناسب وبطريقة فعالة، فقد تزيد الخسائر الناجمة عن حرق الغاز بنسبة 6-8٪؛
• عادةً لا يتم إعادة حساب قطر فوهات الشعلات المثبتة على وحدة غلاية متوسطة الطاقة للحمل الفعلي للغلاية. ومع ذلك، فإن الحمل المتصل بالغلاية يختلف عن الحمل الذي تم تصميم الموقد من أجله. يؤدي هذا التناقض دائمًا إلى انخفاض في نقل الحرارة من المشاعل إلى أسطح التسخين وزيادة بنسبة 2-5٪ في الخسائر بسبب الاحتراق الكيميائي للوقود وغازات العادم؛
• إذا تم تنظيف أسطح وحدات الغلايات، كقاعدة عامة، مرة كل 2-3 سنوات، فإن ذلك يقلل من كفاءة الغلاية ذات الأسطح الملوثة بنسبة 4-5٪ بسبب زيادة الفاقد من غازات المداخن بهذه الكمية. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي كفاءة التشغيل غير الكافية لنظام معالجة المياه الكيميائية (CWT) إلى ظهور رواسب كيميائية (مقياس) على الأسطح الداخلية لوحدة الغلاية، مما يقلل بشكل كبير من كفاءة تشغيلها.
• إذا لم تكن الغلاية مجهزة بمجموعة كاملة من أدوات التحكم والتنظيم (عدادات البخار، عدادات الحرارة، أنظمة تنظيم عملية الاحتراق والحمل الحراري) أو إذا لم يتم تكوين وسائل التحكم في وحدة الغلاية على النحو الأمثل، فإن هذا يقلل بشكل أكبر في المتوسط كفاءته بنسبة 5%.
• في حالة انتهاك سلامة بطانة الغلاية، يحدث شفط هواء إضافي إلى داخل الفرن، مما يزيد من الخسائر الناجمة عن الاحتراق السفلي وغازات المداخن بنسبة 2-5٪
• يتيح لك استخدام معدات الضخ الحديثة في غرفة المرجل تقليل تكاليف الكهرباء لتلبية احتياجات غرفة المرجل الخاصة بمقدار مرتين إلى ثلاث مرات وتقليل تكاليف إصلاحها وصيانتها.
• تستهلك كل دورة تشغيل وإيقاف لوحدة الغلاية كمية كبيرة من الوقود. الخيار المثالي لتشغيل غرفة المرجل هو تشغيلها المستمر في نطاق الطاقة الذي تحدده خريطة النظام. يتيح لنا استخدام صمامات الإغلاق الموثوقة وأجهزة الأتمتة والتحكم عالية الجودة تقليل الخسائر الناجمة عن تقلبات الطاقة وحالات الطوارئ في غرفة المرجل.

مصادر فقدان الطاقة الإضافية في غرفة المرجل المذكورة أعلاه ليست واضحة وشفافة لتحديدها. على سبيل المثال، أحد المكونات الرئيسية لهذه الخسائر - الخسائر الناجمة عن الاحتراق المنخفض - لا يمكن تحديده إلا باستخدام التحليل الكيميائي لتركيبة غازات المداخن. في الوقت نفسه، يمكن أن يكون سبب الزيادة في هذا المكون عدد من الأسباب: عدم الحفاظ على نسبة خليط الوقود والهواء الصحيحة، وهناك شفط هواء غير متحكم فيه في فرن الغلاية، وجهاز الموقد يعمل بطريقة غير مثالية الوضع، الخ.

وبالتالي، فإن الخسائر الإضافية الضمنية الثابتة فقط أثناء إنتاج الحرارة في غرفة المرجل يمكن أن تصل إلى 20-25٪!

2. الفاقد الحراري أثناء نقله إلى المستهلك. خطوط الأنابيب الحالية لشبكات التدفئة.

عادة، تدخل الطاقة الحرارية المنقولة إلى المبرد في غرفة المرجل إلى نظام التدفئة الرئيسي وتذهب إلى منشآت المستهلك. عادة ما يتم تحديد قيمة كفاءة قسم معين من خلال ما يلي:

• كفاءة مضخات الشبكة التي تضمن حركة سائل التبريد على طول أنابيب التدفئة الرئيسية؛
• فقدان الطاقة الحرارية على طول أنابيب التدفئة المرتبطة بطريقة مد وعزل خطوط الأنابيب؛
• فقدان الطاقة الحرارية المرتبطة بالتوزيع الصحيح للحرارة بين الأجسام الاستهلاكية، ما يسمى. التكوين الهيدروليكي للتدفئة الرئيسية.
• حدوث تسربات سائل التبريد بشكل دوري أثناء حالات الطوارئ والطوارئ.

مع نظام التدفئة الرئيسي المصمم بشكل معقول والمعدل هيدروليكيًا، نادرًا ما تكون مسافة المستهلك النهائي من موقع إنتاج الطاقة أكثر من 1.5-2 كم، وعادةً لا تتجاوز الخسارة الإجمالية 5-7%. لكن:

• إن استخدام مضخات الشبكة المحلية عالية الطاقة ذات الكفاءة المنخفضة يؤدي دائمًا إلى إهدار كبير للكهرباء.
• مع طول خطوط أنابيب التدفئة الكبيرة، فإن جودة العزل الحراري لأنابيب التدفئة لها تأثير كبير على كمية فقدان الحرارة.
• تعد الكفاءة الهيدروليكية لخط التسخين الرئيسي عاملاً أساسيًا في تحديد كفاءة تشغيله. يجب أن تكون الأجسام المستهلكة للحرارة المتصلة بمصدر التسخين الرئيسي متباعدة بشكل صحيح بحيث يتم توزيع الحرارة عليها بالتساوي. وبخلاف ذلك، يتوقف استخدام الطاقة الحرارية بشكل فعال في مرافق الاستهلاك وينشأ موقف مع عودة جزء من الطاقة الحرارية من خلال خط أنابيب العودة إلى غرفة المرجل. بالإضافة إلى تقليل كفاءة وحدات الغلايات، يؤدي ذلك إلى تدهور جودة التدفئة في المباني البعيدة على طول شبكة التدفئة.
• إذا تم تسخين المياه لأنظمة إمدادات المياه الساخنة (DHW) على مسافة من كائن الاستهلاك، فيجب أن يتم تصنيع خطوط أنابيب طرق DHW وفقًا لمخطط الدورة الدموية. إن وجود دائرة DHW مسدودة يعني في الواقع أن حوالي 35-45٪ من الطاقة الحرارية المستخدمة لاحتياجات DHW يتم إهدارها.

عادة، يجب ألا يتجاوز فقدان الطاقة الحرارية في أنابيب التدفئة 5-7٪. لكن في الحقيقة من الممكن أن يصلوا إلى قيم 25% أو أعلى!

3. الخسائر في مرافق استهلاك الحرارة. أنظمة التدفئة والمياه الساخنة للمباني القائمة.

أهم مكونات فقدان الحرارة في أنظمة الطاقة الحرارية هي الخسائر في مرافق المستهلك. إن وجود مثل هذا ليس شفافًا ولا يمكن تحديده إلا بعد ظهور عداد الطاقة الحرارية في محطة التدفئة بالمبنى. مقياس الحرارة. تتيح لنا تجربة العمل مع عدد كبير من الأنظمة الحرارية المحلية الإشارة إلى المصادر الرئيسية للخسائر غير المنتجة للطاقة الحرارية. في الحالة الأكثر شيوعًا، هذه هي الخسائر:

• في أنظمة التدفئة المرتبطة بالتوزيع غير المتكافئ للحرارة في جميع أنحاء جسم الاستهلاك وعدم عقلانية الدائرة الحرارية الداخلية للكائن (5-15٪) ؛
• في أنظمة التدفئة المرتبطة بالتناقض بين طبيعة التدفئة والظروف الجوية الحالية (15-20٪)؛
• في أنظمة الماء الساخن، بسبب عدم إعادة تدوير الماء الساخن، يتم فقدان ما يصل إلى 25٪ من الطاقة الحرارية؛
• في أنظمة DHW بسبب غياب أو عدم إمكانية تشغيل منظمات الماء الساخن في غلايات DHW (ما يصل إلى 15٪ من حمل DHW)؛
• في الغلايات الأنبوبية (عالية السرعة) بسبب وجود تسربات داخلية وتلوث أسطح التبادل الحراري وصعوبة التنظيم (حتى 10-15٪ من حمل الماء الساخن).

يمكن أن يصل إجمالي الخسائر غير الإنتاجية الضمنية في منشأة الاستهلاك إلى 35% من الحمل الحراري!

السبب الرئيسي غير المباشر لوجود وزيادة الخسائر المذكورة أعلاه هو عدم وجود أجهزة قياس استهلاك الحرارة في مرافق استهلاك الحرارة. إن عدم وجود صورة شفافة لاستهلاك الحرارة في المنشأة يؤدي إلى سوء فهم لأهمية اتخاذ تدابير لتوفير الطاقة هناك.

3. العزل الحراري

العزل الحراري، العزل الحراري، العزل الحراري، حماية المباني والمنشآت الصناعية الحرارية (أو وحداتها الفردية)، غرف التبريد وخطوط الأنابيب وأشياء أخرى من التبادل الحراري غير المرغوب فيه مع البيئة. على سبيل المثال، في هندسة البناء والطاقة الحرارية، يعد العزل الحراري ضروريًا لتقليل فقدان الحرارة إلى البيئة، وفي تكنولوجيا التبريد والتبريد - لحماية المعدات من تدفق الحرارة من الخارج. يتم ضمان العزل الحراري عن طريق تركيب أسوار خاصة مصنوعة من مواد عازلة للحرارة (على شكل قذائف وطلاءات وما إلى ذلك) وإعاقة انتقال الحرارة؛ وتسمى عوامل الحماية الحرارية نفسها أيضًا بالعزل الحراري. مع التبادل الحراري الحملي السائد، يتم استخدام سياج يحتوي على طبقات من المواد غير المنفذة للهواء للعزل الحراري؛ لنقل الحرارة الإشعاعية - هياكل مصنوعة من مواد تعكس الإشعاع الحراري (على سبيل المثال، رقائق معدنية، فيلم لافسان المعدني)؛ مع التوصيل الحراري (الآلية الرئيسية لنقل الحرارة) - المواد ذات البنية المسامية المتطورة.

يتم تحديد فعالية العزل الحراري في نقل الحرارة بالتوصيل من خلال المقاومة الحرارية (R) للهيكل العازل. بالنسبة للهيكل أحادي الطبقة R=d/l، حيث d هو سمك طبقة المادة العازلة، وl هو معامل التوصيل الحراري. يتم تحقيق زيادة كفاءة العزل الحراري باستخدام مواد عالية المسامية وبناء هياكل متعددة الطبقات مع طبقات الهواء.

تتمثل مهمة العزل الحراري للمباني في تقليل فقدان الحرارة خلال موسم البرد وضمان الثبات النسبي لدرجة الحرارة الداخلية طوال اليوم عندما تتقلب درجة الحرارة الخارجية. باستخدام مواد العزل الحراري الفعالة للعزل الحراري، من الممكن تقليل سمك ووزن الهياكل المحيطة بشكل كبير وبالتالي تقليل استهلاك مواد البناء الأساسية (الطوب والأسمنت والصلب وغيرها) وزيادة الأبعاد المسموح بها للعناصر الجاهزة .