1818

Рис. 2. Две блочно-модульных котельных

Котельная блочно-модульная – отдельно стоящая котельная, состоящая из блоков технологического оборудования для выработки тепловой энергии, размещённых в строительном модуле (рис. 2) [8].

Котельная установка – это котёл (котлоагрегат) совместно с горелочными, топочными, тягодутьевыми устройствами, механизмами для удаления продуктов горения и использования тепловой энергии уходящих газов (экономайзерами, воздухонагревателями и т.д.), оснащённый средствами автоматического регулирования, контроля и сигнализации процесса выработки теплоносителя заданных параметров [8].

Система транспорта тепловой энергии – это комплекс трубопроводов и сооружений на них, доставляющих тепловую энергию к потребителю [8].

Система распределения тепловой энергии – это комплекс сооружений и технических устройств, распределяющих тепловую энергию между потребителями [8].

10

Потребитель тепловой энергии – лицо, приобретающее тепловую энергию, теплоноситель для использования на принадлежащих ему на праве собственности теплопотребляющих установках [4]. Лицо может быть физическое или юридическое.

Потребитель тепловой энергии (объект теплопотребления) – здание или сооружение, потребляющее тепловую энергию для целей отопления, вентиляции и горячего водоснабжения (ГВС) либо производственное или технологическое оборудование с потреблением пара, перегретой (выше +100 °С) или горячей воды [8].

Нетрудно заметить, что «потребитель», согласно СП [4] и [8], – понятия разные, поэтому мы ввели свой термин – «объект теплопотребления».

Индивидуальная система теплоснабжения предназначена для одноквартирных и блокированных жилых домов, складских, производственных помещений и помещений общественного назначения сельских и городских поселений с расчётной тепловой нагрузкой не более 360 кВт [2]. Не является предметом нашего изучения по автономному теплоснабжению. Свод правил по котельным установкам [8] в самом первом пункте 1.1 указывает на область применения для котельных с общей установленной тепловой мощностью 360 кВт и более, то есть СП [8] – это нормы для автономного теплоснабжения от 360 кВт до 3 МВт.

Поквартирное теплоснабжение – это обеспечение теплом систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения квартиры в жилом многоквартирном здании [2]. Система состоит из индивидуального источника теплоты – теплогенератора, трубопроводов горячего водоснабжения с водоразборной арматурой, трубопроводов отопления с отопительными приборами и теплообменников систем вентиляции. Это теплоснабжение тоже не является предметом нашего изучения по автономному теплоснабжению, однако знать о нём надо.

Тепловой пункт – это сооружение с комплектом оборудования, позволяющее изменить температурный и гидравлический режимы теплоносителя, а также обеспечить учёт и регулирование расхода тепловой энергии и теплоносителя [4].

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) предназначен для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок одного здания или его части [4].

11

Центральный тепловой пункт (ЦТП) – то же для двух зданий или более [4].

Узел ввода – это устройство с комплектом оборудования, позволяющее осуществлять контроль параметров теплоносителя в здании или секции здания или сооружении, а также при необходимости осуществлять распределение потоков теплоносителя между потребителями [4].

Теплопотребляющая установка – это устройство, предназначенное использовать тепловую энергию и теплоноситель для нужд потребителя [4].

Когенерационные установки – это газотурбинные или газопоршневые установки для выработки одновременно электрической и тепловой энергии (рис. 3) [2].

Рис. 3. Система отопления с когенерационной установкой

Открытая система теплоснабжения – это водяная система теплоснабжения, в которой вода, циркулирующая в тепловой сети частично или полностью, отбирается из системы для нужд горячего водоснабжения потребителей [8]. Эта система устаревшая.

Закрытая система теплоснабжения – это водяная система теплоснабжения, в которой вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только как теплоноситель и из сети не отбирается [8]. Это более современная система, ей отдают предпочтение в новых проектах. Аналогичные определения по открытой и закрытой системе горячего водоснабжения есть в соответствующем своде правил [7].

12

Вентиляция – обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимого микроклимата и качества воздуха [2].

Качество воздуха – состав воздуха в помещении, при котором обеспечивается оптимальное или допустимое состояние организма человека [2].

Помещение с постоянным пребыванием людей – помещение, в котором люди находятся не менее 2 ч непрерывно или 6 ч суммарно за сутки [2].

Внутреннее теплоснабжение здания обеспечивает тепловой энергией системы отопления, водонагреватели горячего водоснабжения (ГВС), воздухонагреватели приточных установок вентиляции, кондиционеры, воздушно-отопительные агрегаты, воздушно-тепловые завесы и др. [2]. Системы внутреннего теплоснабжения зданий следует присоединять к тепловым сетям автономного источника теплоты через автоматизированные индивидуальные тепловые пункты, обеспечивающие гидравлический и тепловой режимы систем внутреннего теплоснабжения, а также автоматическое регулирование потребления теплоты в системах отопления и вентиляции в зависимости от изменения температуры наружного воздуха и поддержание заданной температуры горячей воды в системах горячего водоснабжения. Тепловой пункт для жилых и общественных зданий, как правило, следует размещать в обслуживаемом здании [2]. Для систем внутреннего теплоснабжения в качестве теплоносителя следует применять, как правило, воду. Температуру теплоносителя для систем внутреннего теплоснабжения в жилых и общественных зданиях следует принимать, как правило, не более +95 °С.

Гидравлическая и тепловая устойчивость систем отопления, теплоснабжения – способность системы сохранять или пропорционально изменять расход циркулирующего в ней теплоносителя и теплоотдачу по всем её участкам, отопительным приборам и другим элементам системы [2].

Кондиционирование воздуха – автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения и качества) с целью обеспечения оптимального микроклимата, благоприятного для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей.

13

Микроклимат помещения – состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемое показателями температуры воздуха и ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха [6].

Радиационная температура помещения – осреднённая по площади температура внутренних поверхностей ограждений помещения и отопительных приборов [6].

Результирующая температура помещения – комплексный показатель радиационной температуры помещения и температуры воздуха помещения [6].

Скорость движения воздуха осредняют по объёму [6].

Отопление – искусственное нагревание помещения в холодный период года для компенсации тепловых потерь и поддержания нормируемой температуры [2].

Теплогенератор (котёл) – источник теплоты, в котором для нагрева теплоносителя, направляемого потребителю, используется теплота, выделяющаяся при сгорании топлива или образующаяся за счёт преобразования электрической энергии [2].

Теплогенераторная – отдельное нежилое помещение, предназначенное для размещения в нем теплогенератора (котла) и вспомогательного оборудования к нему [3]. В автономном теплоснабжении это обычно котельная вне здания.

Дымоотвод – газоплотный (с газонепроницаемыми стенками) канал или трубопровод для отвода продуктов сгорания (дымовых газов) от теплогенератора до дымохода [3].

Дымоход – вертикальный газоплотный (с газонепроницаемыми стенками) канал или трубопровод прямоугольного или круглого сечения для создания тяги и отвода продуктов сгорания (дымовых газов) от дымоотводов в атмосферу вертикально вверх [3].

Воздуховод – канал и (или) трубопровод, служащий для транспортирования, подачи или удаления воздуха [3].

Теплопроизводительность – количество теплоты, передаваемое теплоносителю в единицу времени [3].

Тепловая мощность – количество теплоты, образующееся в результате сжигания топлива [3].

Коэффициент полезного действия (КПД) – отношение теплопроизводительности к тепловой мощности, значения которых выражены в одних и тех же единицах измерения [3].

14

Тепловой насос – это устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой [2]. Обычно используют при наличии под зданием геотермальных подземных вод.

Холодный период года, по СП [2], характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +10 °С и ниже. Холодный период года, по СП [6], характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +8 °С и ниже. Нетрудно заметить разночтение в СП [2] и [6] по критерию температуры, причём для человека благоприятнее критерий +10 °С.

Расчёт автономных котельных

Тепловые нагрузки для расчёта и выбора оборудования автономных котельных определяют для трёх режимов [1]:

максимального – при температуре наружного воздуха в наиболее холодную пятидневку с обеспеченностью 0,92;

среднего – при средней температуре наружного воздуха в наиболее холодный месяц;

летнего.

Указанные расчётные температуры наружного воздуха принимают в соответствии с СП [2] и [5].

Для теплоснабжения зданий и сооружений, имеющих дежурное отопление или в работе систем отопления которых допускаются перерывы, следует предусматривать возможность работы оборудования котельной с переменными нагрузками [1].

Расчётная производительность автономной котельной определяется суммой расходов тепла на отопление и вентиляцию при максимальном режиме (максимальные тепловые нагрузки) и тепловых нагрузок на горячее водоснабжение при среднем режиме, и расчётных нагрузок на технологические цели при среднем режиме. При определении расчётной производительности котельной должны учитываться также расходы тепла на нужды котельной [1].

Максимальные тепловые нагрузки на отопление Qo.max, вентиляцию Qv.max и средние тепловые нагрузки на горячее водоснабжение Qhm жилых, общественных и производственных зданий следует принимать по соответствующим проектам [1].

15

При отсутствии проектов допускается определять тепловые нагрузки по формуле (1).

Расчётные тепловые нагрузки на технологические процессы и количество возвращаемого конденсата следует принимать по проектам промышленных предприятий.

При определении суммарных тепловых нагрузок для предприятия следует учитывать несовпадение максимумов тепловых нагрузок на технологические процессы по отдельным потребителям [1].

Средние тепловые нагрузки на горячее водоснабжение Qhm следует определять по нормам расхода горячей воды, приведённым в таблице А.2 свода правил по внутреннему водопроводу и канализации зданий [7]. При этом строительно-климатический район необходимо определять по схематической карте климатического районирования рис. А1 свода правил по строительной климатологии [5].

При отсутствии проектов тепловые нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение определяют [1]:

1)для предприятий – по укрупнённым ведомственным нормам, утверждённым в установленном порядке, либо по проектам аналогичных предприятий;

2)для жилых и общественных зданий – по формулам:

а) максимальный расход теплоты на отопление жилых и

где q0 – укрупненный показатель максимального расхода теплоты на отопление и вентиляцию здания на 1 м2 общей площади, Вт/м2, принимать по приложению В свода правил по тепловым сетям [4], например, для г. Омска при температуре наружного воздуха в наиболее холодную пятидневку с обеспеченностью 0,92 вначале по строительной климатологии [5] в таблице 3.1 находим –37 °С и далее по СП [4], интерполируя, определяем для жилого 9-этажного панельного здания строительства до 1995 г. показатель q0 = 77 Вт/м2; таким образом мы уточнили недомолвки норматива [1];

A – общая площадь здания, м2, имеется в виду внутренняя площадь с вычитанием площадей стен, перегородок и т.д., причём суммирование надо делать по всем этажам здания;

k1 – коэффициент, учитывающий долю расхода теплоты на отопление общественных зданий, причём при отсутствии данных его следует принимать равным 0,25;

16

б) максимальный расход теплоты на вентиляцию общественных зданий, Вт,

где k2 – коэффициент, учитывающий долю расхода теплоты на вентиляцию общественных зданий; при отсутствии данных его следует принимать равным: для общественных зданий, построенных до 1985 г. – k2 = 0,4, после 1985 г. – k2 = 0,6;

в) средний расход теплоты на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий, Вт,

или (выбрать наибольшее Qhm)

где 1,2 – коэффициент, учитывающий теплоотдачу в помещения от трубопроводов системы горячего водоснабжения (отопление ванной комнаты за счёт полотенцесушителя, сушка белья);

m – количество человек; оно может быть не известно, поэтому его можно принять равным числу смесителей в здании;

a – норма расхода горячей воды в л/сут при температуре +55 °С для жилых зданий на одного человека в сутки, которую принимают по таблице А.2 свода правил по внутреннему водопроводу и канализации зданий [7], при этом строительно-климатический район необходимо определять по схематической карте климатического районирования на рис. А1 свода правил по строительной климатологии [5], например, для г. Омска по карте рис. А1 [5] район IВ, далее по [7] в таблице А.2 для жилого здания с ваннами длиной более 1500–1700 мм находим норму расхода горячей воды a = 100 л/сут;

b – то же для общественных зданий; при отсутствии данных принимается равной b = 25 л/сут на одного человека; например, для продовольственного магазина в г. Омске, находящегося в строительноклиматическом районе IВ [5], по СП [7] в другой таблице А.3 для общественных и производственных зданий находим на каждые 20 м2 торгового зала норму расхода горячей воды b = 12 л/сут;

tc – температура холодной (водопроводной) воды В1 в отопительный период (при отсутствии данных принимается равной +5 °С);

c – удельная теплоёмкость воды, подставлять c = 4,187 кДж/(кг·°С); qn – укрупнённый показатель среднего расхода теплоты на горячее водоснабжение, Вт/чел., то есть на одного человека, по таблице.

17

Укрупнённые показатели среднего расхода теплоты на горячее водоснабжение, qn, Вт/чел.

г) максимальный расход теплоты на горячее водоснабжение

д) средний расход теплоты на отопление, Вт, следует определять по формуле

где ti – средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, принимаемая для жилых и общественных зданий +18 °С, для производственных зданий +16 °С;

tот – средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой воздуха +8 °С и менее (отопительный период или холодный период года), °С; вернее +10 °С по СП [2] п. 3.43;

tо – расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С; например, для г. Омска определяют так: по пункту 5.13 СП [2] для отопления принимаем параметр Б холодного периода и по таблице 10.1 СП [5] находим ссылку на таблицу 3.1, графа 5, то есть на температуру воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 и для г. Омска окончательно принимаем tо = –37 °С.

Таким образом, мы показали подробности нахождения необходимых расчётных параметров, которые, к сожалению, в нормативах не раскрыты.

18

е) средний расход теплоты на вентиляцию, Вт, при to

где tsc – температура холодной (водопроводной) воды В1 в летний период (при отсутствии данных принимают равной +15 °С);

tc – температура холодной (водопроводной) воды В1 в отопительный холодный период (при отсутствии данных принимают равной +5 °С);

b – коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее водоснабжение в летний период по отношению к отопительному холодному периоду, принимают при отсутствии

данных для жилых домов равным b = 0,8 (для курортных и южных

городов b = 1,5), для предприятий b = 1,0;

з) годовые расходы теплоты, кВт·ч (в СП [1] дано не верно кДж), жилыми и общественными зданиями на отопление (исправлено нами)

на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий (с испр.)

Qhy=[24 Qhm no+24 Qhms (nhy−no)]/1000 , (10)

где no – продолжительность отопительного периода в сутках, соответствующая периоду со средней суточной температурой наружного воздуха +8 °С и ниже, принимаемому по СП [5], при этом заметим, что по СП [2] согласно пункту 3.43 эта температура должна быть не +8 °С, а +10 °С, видимо, правильнее принимать +10 °С;

nhy – расчётное число суток в году работы системы горячего водоснабжения; при отсутствии данных следует принимать 350 суток; z – усреднённое за отопительный период число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течение суток, при отсутствии данных принимать равным 16 ч.

Годовые расходы теплоты предприятиями определяют по числу дней работы предприятия в году, количеству смен работы в сутки с учётом суточных и годовых режимов теплопотребления; для существующих предприятий это следует определять по отчётам [1].

19