Методическое пособие 800

Nuclear energy. Materials of the International scientific and practical conference of students, postgraduates and young scientists dedicated to the memory of Prof. Danilova N. I. (1945-2015) - Danilovsky readings. Ministry of science and higher education of the Russian Federation, Ural Federal University named after the first President of Russia

B.N. Yeltsin. – 2018. – Pp. 134-137.

2.Kopylov, N. P. efficiency of application of heat protection screens for protection from heat flows during fires / N. P. Kopylov, I. R. Khasanov // Labor safety in Industry. – 2016 – No. 11. – Pp. 38-43.

3.Nightmares, Y. A. Heat Engineering / Yu. A. Nightmares. – M.: IKC "Akademkniga", 2006. – 501 p.

4. Koshmarov, Yu. A. Thermodynamics and heat transfer in firefighting / Yu. a. Koshmarov,

M.P. Bashkirtsev. – M. – 1987. – 444 p.

5.Lazarev, A. A. On improving the fire safety of objects of protection of the Ivanovo region in the fire-

dangerous period / A. A. Lazarev, V. G. Malichenko, M. V. Toropova // Current issues of improving engineering systems for ensuring fire safety of objects.Collection of materials of the VI all-Russian scientific and practical conference. – 2019. – Pp. 190-195.

6.Pat. for utility model No. 198053 U1 Russian Federation. Combined with a fire detector concrete block /

Fedosov S. V., Lazarev A. A., Toropova M. V., Malichenko V. G.; Copyright holders: FGBOU VO "ISUCT", HD EMERCOM of Russia in the Ivanovo region; – no. 2020101506; application 11.02.2020; publ. 16.06.2020, bul. no. 17.

7.Sazonova, S. A. Numerical solution of problems in the field of fire safety / S. A. Sazonova,

S.D. Nikolenko // Modeling of systems and processes, 2016, Vol. 9, No. 4, pp. 68-71.

8.Sazonova, S. A. calculation of the heat loss coefficient at the initial stage of a fire in the Mathcad environ-

ment / S. A. Sazonova, S. D. Nikolenko // Scientific Bulletin of the Voronezh state University of architecture and civil engineering. Series: Information technologies in construction, social and economic systems. -2016. – № 2 (8). – p. 86-93.

9.Fedosov, S. V. Problems of improving monitoring in the construction of low-rise residential buildings / S. V. Fedosov, V. I. Golovanov, A. A. Lazarev, M. V. Toropova // Privolzhsky scientific journal. – 2020. – № 2 (54). – Pp. 50-56.

10.Denoel, J. F.Fire Safety and Concrete Structures / J. F.Denoel. – FEBELCEM, 2007. –87p.

11.Hsu, W.L.Application of Internet of Things in a kitchen fire prevention system / W.L.Hsu,J.Y. Jhuang, C.S.Huang, C.K.Liang, Y.C.Shiau// Applied Sciences (Switzerland). – 2019. – 9(17). – Pp. 3520–3544.

12.Jabbar, W.A. Design and Fabrication of Smart Home with Internet of Things Enabled Automation System / W.A. Jabbar, T.K. Kian, R.M. Ramli, S.N. Zubir, N.S.M. Zamrizaman, M. Balfaqih, V. Shepelev, S. Alharbi// IEEE

Access. –2019. –7. –Pp. 144059–144074.

13.Kazarian, A. Units and structure of automated “smart” house control system using machine learning algo-

rithms / A.Kazarian, V.Teslyuk // 14th International Conference The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics (CADSM). –2017.–Pp. 364–366.

14.Khakimova, A. Optimal energy management of a small-size building via hybrid model predictive control /

A.Khakimova, A.Kusatayeva, A.Shamshimova,D. Sharipova, A.Bemporad,Y. Familiant, A.Shintemirov, V.Ten, M.Rubagotti// Energy and Buildings. –2017. –140.–Pp. 1–8.

15.Kodali, R.K. IoT based smart security and home automation system / R.K.Kodali, V.Jain, S.Bose, L.Boppana// InProceeding - IEEE International Conference on Computing, Communication and Automation, ICCCA. – 2016.–Pp. 1286–1289.

16.Pozdieiev, S.V. Justification of safe fire-prevention distance between fermenters for biogas production /

S.V. Pozdieiev, V.V. Nizhnyk, Y.V. Ballo, A.M. Nuianzin, R.V. Uhanskyy, V.S. Kropyvnytskiy // Safety and off-site Technology. –2018. –Т. 51.–№3.–С. 60–67.

17.Rehman, R.M.N.-U. Model of Smart System Based On Smart Grid, Smart Meter and Wireless Based Smart Appliances / R.M.N.-U.Rehman// IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering. –2012. –1(5). – Pp. 06–10.

18.Shaukat, N. A survey on consumers empowerment, communication technologies, and renewable genera-

tion penetration within Smart Grid / N.Shaukat, S.M.Ali, C.A.Mehmood, B.Khan, M.Jawad, U.Farid, Z.Ullah, S.M.Anwar, M.Majid // Renewable and Sustainable Energy Reviews. –2018. –81. –Pp. 1453–1475.

19.Silva, M.F. de O. Arduino guide device for people with visual impairment / M.F. de O.Silva // Nucleus. – 2018.– 15(2). –Pp. 159–162.

20.Singh, V.K. Numerical and experimental nonlinear dynamic response reduction of smart composite curved structure using collocation and non-collocation configuration / V.K.Singh, C.K.Hirwani, S.K.Panda, T.R.Mahapatra,

K.Mehar// Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science.

–2019.– 233(5).–Pp. 1601–1619.

21.Tulenkov, A. The features of wireless technologies application for smart house systems / A.Tulenkov, A. Parkhomenko, A.Sokolyanskii, A.Stepanenko, Y.Zalyubovskiy// Proceedings of the 2018 IEEE 4th International

Symposium on Wireless Systems within the International Conferences on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems, IDAACS-SWS. –2018. – Pp. 1-5.

41

Научный журнал строительства и архитектуры

22. Yunusov, A. Signal processing and conditioning tools and methods for road profile assessment / A.Yunusov, D. Riskaliev, N. Abdukarimov, S. Eshkabilov // Lecture Notes in Mechanical Engineering. – 2020. – Pp. 742–751.

EQUATIONS FOR THE OPERATING TEMPERATURE

OF THERMOSENSITIVE ELEMENTS OF FIRE DETECTORS EMBEDDED

IN A CONCRETE BLOCK

S. V. Fedosov 1, A. A. Lazarev 2, M. V. Toropova 3, V. G. Malichenko 4

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU) 1

Russia, Moscow

Volga State University of Technology 1

Russia, Yoshkar-Ola

Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters 2

Russia, Ivanovo

Ivanovo State Politechnical University 3, 4

Russia, Ivanovo

1Academician of RAASN, D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Technology of Binders and Concrete, e-mail: FedosovSV@mgsu.ru

2PhD in Education, Assoc. Prof. of the Dept. of Supervision and Examination of Fires, e-mail: kgn@edufire37.ru

3PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Natural Sciences and Technosphere Safety, e-mail:mators@mail.ru

4PhD student of the Dept. of Natural Sciences and Technosphere Safety, e-mail: mvg84@bk.ru

Statement of the problem. Solving the problem of giving the properties of a building structure to detect fires outside buildings is one of the ways to prevent the transition of fire from one building to another. Embedding of fire automation equipment in construction products should be carried out after making the appropriate calculations. The absence of an expression for determining the temperature of the heatsensitive element of a fire detector inside a concrete block requires detailed calculations. At the same time, it is necessary to study the influence of the distance to the object of a possible fire, the size of the heat-sensitive element, and the heat flow on the time of fire detection by a construction product included in the smart home system.

Results. As part of the temperature measurement of heat-sensitive elements of fire detectors inside the concrete block, empirical data were obtained. This information allows us to describe the radiant heat exchange at an early stage of a fire. This is typical of open burning outdoors.

Conclusions. Approximate equations are obtained for determining the temperature and response time of a fire detector inside a concrete block at the initial stage of a fire, depending on the distance to the fire object (radiation source), heat flow, and the size of the thermosensitive element. These values can be determined with sufficient accuracy.

Keywords: smart house, sensors, networking, fire detector, fire safety.

42

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕ

DOI 10.36622/VSTU.2020.60.4.004 УДК 697.341

МОДЕЛИРОВАНИЕ СРЕДНЕГОДОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУР ВОДЫ В ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ

Д. Н. Китаев 1, А. Т. Курносов 2, Д. Ю. Агапов 3, С. О. Харин 4

Воронежский государственный технический университет 1, 2, 3, 4

Россия, г. Воронеж

1 Канд. техн. наук, доц. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела, тел.: +7-906-671-02-84,

e-mail: dim.kit@rambler.ru

2 Канд. техн. наук, доц. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела, тел.: (473) 271-53-21,

e-mail: teplosnab_kaf@vgasu.vrn.ru

3 Канд. техн. наук, доц. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела, тел.: (473) 271-53-21,

e-mail: teplosnab_kaf@vgasu.vrn.ru

4 Аспирант. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела, тел.: +7-900-304-62-51, e-mail: kharin_sergey.93@mail.ru

Состояние проблемы. При проведении проектных расчетов тепловых сетей (в частности, расчетов толщины теплоизоляционных конструкций, удлинений при тепловом расширении, нормативных потерь при транспортировке тепловой энергии) потребителю часто приходится пользоваться проектными значениями среднегодовых температур теплоносителя, указанными в зависимости от проектного температурного графика в современных нормативах. По мнению ряда исследователей, рекомендуемые значения среднегодовых температур теплоносителя не учитывают климатологические характеристики, и их использование может приводить к значительным ошибкам. Кроме того, за последние несколько лет значения рекомендуемых

температур изменились, и наблюдается противоречие в нормативах. В настоящее время отсутствуют обоснованные значения проектных среднегодовых температур теплоносителя в тепловой сети, учитывающие климатологические данные.

Результаты. Для проектных температурных графиков центрального качественного регулирования 95/70-150/70 для населенных пунктов территории центрального федерального округа,

представленных в последней редакции строительной климатологии, определены значения среднегодовых температур воды в подающей магистрали тепловой сети. Получены осредненные значения температур для рассмотренных температурных графиков.

Выводы. Для большинства температурных графиков установлены значительные расхождения между полученными расчетными значениями среднегодовых температур воды в тепловой сети и рекомендуемыми СП «Тепловые сети» последней редакции. Максимальная разница наблюдается для графика 150/70 и составляет 12 °С.

Ключевые слова: тепловая сеть; температурный график; среднегодовая температура теплоносителя.

Введение. При проектировании тепловых сетей одной из важных величин является среднегодовая температура теплоносителя. Эта величина необходима для расчета теплоизоля-

© Китаев Д. Н., Курносов А. Т., Агапов Д. Ю., Харин С. О., 2020

43

Научный журнал строительства и архитектуры

ционных конструкций сети, определения тепловых потерь при транспортировке теплоносителя, участвующих в формировании тарифа на тепловую энергию [5, 8]. Этот

показатель необходим при создании перспективных программ и схем развития тепловых сетей и источников генерации теплоты, энергосберегающих стратегий на теплосетевых и генерирующих предприятиях [20-22]. Повышение точности расчетов при проектировании

систем теплоснабжения является актуальной задачей.

В инженерной практике часто приходится пользоваться рекомендуемыми значениями среднегодовых температур для подающей и обратной магистрали тепловой сети [14, 16]. В

своде правил по проектированию тепловых сетей подобные значения для подающей магистрали указаны в зависимости от проектных значений температурных графиков качественного регулирования. Среднегодовые значения температуры теплоносителя рассчитываются как средневзвешенные по среднемесячным значениям температуры теплоносителя в трубопроводе, которые, в свою очередь, определяются по температурному графику в соответствии со среднемесячными значениями температуры наружного воздуха [19, 23]. Подобные расчеты требуют времени, и ими часто пренебрегают, используя рекомендуемые сводами правила [9, 10].

Целью работы является отыскание проектных значений среднегодовых температур воды в подающей магистрали тепловой сети для возможного диапазона используемых температурных графиков центрального качественного регулирования по отопительной нагрузке с учетом последних климатологических данных для территории центрального федерального округа.

1. Нахождение среднегодовых значений температур воды в сети. При качественном режиме регулирования тепловой сети и наличии отопительного графика температуру

теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети 1 в условиях произвольной температуры наружного воздуха определяют по формуле [4, 17]:

1о – температура воды в подающей магистрали сети при t р.о , ºС; пр.о – средняя температура

температура воды в абонентской установке и в обратной магистрали системы теплоснабжения при расчетных параметрах системы отопления, ºС; n – эмпирический

показатель, зависящий от типа отопительного прибора и схемы его подключения. Среднегодовая температура воды определяется по формуле:

где 1i – температура теплоносителя в подающей магистрали сети при средней температуре наружного воздуха соответствующего месяца, ºС; ni – продолжительность работы сети в i-м месяце; nоп , nноп – продолжительность отопительного и неотопительного периода,

соответственно.

Для климатологических условий г. Кашира Московской области был построен отопительный температурный график качественного регулирования тепловой сети c учетом установки современных отопительных приборов в зданиях [7, 11, 13]. Расчеты проводились

для проектных температур подающего трубопровода 150, 130, 105, 95 °С. Были найдены

44

среднемесячные значения температур воды в сети с учетом среднемесячных значений температур наружного воздуха в каждом месяце отопительного периода согласно последней редакции СП «Строительная климатология». На рис. 1 представлены рассматриваемые температурные графики с учетом температуры излома 70 °С [6, 12, 15].

Рис. 1. Температурные графики для подающей магистрали теплосети

На рис. 1 также приведены средние температуры месяцев отопительного периода, позволяющие сделать вывод о средней температуре в подающей магистрали тепловой сети.

2. Среднегодовые температуры воды для территории ЦФО. По аналогии были определены среднегодовые значения температур воды в подающей магистрали тепловой сети для населенных пунктов Центрального федерального округа (ЦФО), данные по климатологии для которых присутствуют в последней редакции СП «Строительная климатология».

На территории ЦФО проживает около 27 % всего населения РФ, причем преимущественно в городах (около 82 %). Такие показатели обуславливают важность централизованного теплоснабжения в округе. В состав ЦФО входит 18 субъектов РФ. В действующем СП по климатологии содержатся сведения по 28 населенным пунктам, входящим в ЦФО. Согласно данным климатологии расчетная температура наружного воздуха tр.о находится в диапазоне от -24 до -32 °С, а продолжительность отопительного периода n – от 190 до 230 суток.

В табл. 1 представлены значения среднегодовых температур подающей магистрали тепловой сети для столиц субъектов РФ, находящихся на территории ЦФО для соответствующего температурного графика.

Таблица 1

Среднегодовые значения температур воды в подающей магистрали тепловой сети

45

Научный журнал строительства и архитектуры

На рис. 2 представлены значения среднегодовых температур воды в подающей магистрали тепловой сети для температурных графиков 150/70 и 130/70, а на рис. 3 – для 105/70 и 95/70. На рис. 2 и 3 указаны также средние значения температур для соответствующих температурных графиков.

Рис. 2. Расчетные значения среднегодовых температур воды в подающей магистрали для графиков 150/70 и 130/70

Рис. 3. Расчетные значения среднегодовых температур воды в подающей магистрали для графиков 105/70 и 95/70

46

3. Анализ полученных результатов. Данные табл. 1 и рис. 2 и 3 позволяют сделать следующие выводы. Практически для всех городов при использовании температурного графика 95/70 среднегодовая температура воды имеет значение 70 °С. Наибольшее значение – 70,159 °С – наблюдается для г. Кашира Московской области. Превышение температуры еще в трех городах можно считать незначительными. С увеличением температурного графика происходит увеличение в разбросе диапазона температур. Разница значений температур для температурных графиков 105/70, 130/70 и 150/70 составляет соответственно 1,05, 2,67 и 3,18 °С. Ввиду небольшой разницы значений температур можно рекомендовать для температурных графиков 105/70, 130/70 и 150/70 использовать приближенные постоянные значения среднегодовых температур: 70,8, 75,15 и 79,7 °С.

В табл. 2 представлены результаты сравнения среднегодовых температур воды в подающей магистрали при качественном регулировании рекомендуемых последней редакцией СП «Тепловые сети» и полученных расчетом.

Из табл. 2 следует, что средние расчетные значения среднегодовых температур воды для температурного графика 95/70 получаются большими на 5 °С, для 105/70 отличаются незначительно (0,82 °С), для 130/70 и 150/70 получаются значения, заниженные соответственно на 9,85 °С и 10,32 °С. Использование рекомендуемых значений СП для температурного графика отличного от 105/70 может приводить к значительным ошибкам в расчетах тепловых сетей и их технико-экономических параметров. Необходимо в каждом

случае проводить подобные расчеты.

Выводы. Проектные значения среднегодовых температур воды в подающей магистрали тепловой сети для территории ЦФО могут существенно отличаться от рекомендуемых нормативами. Максимальное расхождение может составлять 12 °С. Наиболее близки рекомендуемые нормативом расчетные значения при температурном графике 105/70, а с увеличением проектных значений температур разница увеличивается.

Использование рекомендуемых СП значений может привести к значительным ошибкам при проектировании тепловых сетей и расчетах технико-экономических характеристик.

Предлагается определять среднегодовые значения расчетом, учитывающим среднемесячные температуры теплоносителя в зависимости от среднемесячных значений температур наружного воздуха каждого месяца отопительного периода.

Библиографический список

1.Бадах, В. Ф. Расчет нормативных потерь тепла через изоляцию трубопроводов тепловых сетей / В. Ф. Бадах, А. Д. Кузнецова // Технико-технологические проблемы сервиса. – 2011. – № 4 (18). – С. 60-72.

2.Басс, М. С. Проблемы нормирования тепловых потерь в водяных тепловых сетях и котельных / М. С. Басс, А. А. Середкин, С. Г. Батухтин // Кулагинские чтения: техника и технологии производственных процессов. XVIII Международная научно-практическая конференция. Отв. ред. А. В. Шапиева. – 2018. – С. 57-61.

3.Воеводин, А. Г. Анализ расчетов нормативных значений технологических потерь при передаче тепловой энергии по сетям систем теплоснабжения потребителей с целью снижения эксплуатационных затрат / А. Г. Воеводин // Транспортные системы. – 2016. – № 2. – С. 31-41.

47

Научный журнал строительства и архитектуры

4.Громов, Н. К. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию / Н. К. Громов, Е. П. Шубин.М. // Энергоатомиздат. – 1988. – 376 с.

5.Жутаева, Е. Н. Оптимизация затрат предприятия (на примере исследования рынка

теплоснабжения) / Е. Н. Жутаева, Т. Е. Давыдова, Т. Н. Дубровская // ФЭС: Финансы. Экономика. – 2017. –

№5. – С. 29-38.

6.Китаев, Д. Н. Расчет температуры наружного воздуха в точке излома температурного графика / Д. Н. Китаев // Новости теплоснабжения. – 2012. – № 10 (146). – С. 46-48.

7.Китаев, Д. Н. Современные отопительные приборы и их показатели /Д. Н. Китаев // Сантехника, отопление, кондиционирование, энергосбережение. – 2014. – № 1. – С. 48 – 49.

8.Кононова, М. С. О влиянии температуры теплоносителя на технико-экономические показатели

проектируемых тепловых сетей / М. С. Кононова // Известия вузов. Строительство. – 2012. – № 10. - С. 67-73.

9. Нуров, М. Ш. Оптимизация схемы теплоснабжения по критерию минимума потерь при

транспортировке энергии до потребителя / М. Ш. Нуров, С. А. Гордин // Молодежь и наука: актуальные проблемы фундаментальных и прикладных исследований. Материалы II всероссийской национальной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – 2019. – С. 392-395.

10. Панферов, В. И. Эффективные энергосберегающие решения при теплоснабжении зданий / В. И. Панферов, Е. Ю. Анисимова, С. В. Панферов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. – 2015. – Т. 15. - № 4. – С. 40-48.

11. Панферов, В. И. Об особенностях вывода уравнений регулирования систем централизованного теплоснабжения / В. И. Панферов, С. В. Панферов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. – 2016. – Т. 16. – № 1. – С. 21-30.

12. Практическое применение энергосберегающих технологий: учебное пособие / Д. Н. Китаев, П. Новаковски, Э. В. Сазонов и др.; под общ. ред. В. Н. Семенова и Н. С. Попова. - Тамбов: Изд-во Першина Р.В. – 2014. – 193 с.

13.Рафальская, Т. А. Низкотемпературные режимы работы тепловых сетей при качественно- количественном регулировании / Т. А. Рафальская // Новая наука: Теоретический и практический взгляд. – 2016. - № 10 (2). – С. 141-143.

14.Систер, В. Г. Математическая модель тепловой сети и разработка рекомендаций по расчету кпд для произвольного температурного графика / В. Г. Систер, А. И. Ямчук, Ф. А. Поливода // Известия Московского государственного технического университета МАМИ. – 2012. – Т.4. – № 2 (14). – С. 318-324.

15.Смородова, О. В. Сравнительный анализ методов регулирования теплоснабжения / О. В.

Смородова, С. В. Китаев, Н. Ф. Усеев // Norwegian Journal of Development of the International Science. – 2018. –

№ 17-1. – С. 54-58.

16. Хисматуллин, Ш. Х. О температурном графике работы тепловых сетей г. Казани / Ш. Х. Хисматуллин, У. Б. Учаров, В. П. Кашицын, С. А. Чулкова // Энергетика Татарстана. – 2011. – № 2 (22). – С. 39-43.

17.Шарапов, В. И. Регулирование нагрузки систем теплоснабжения / В. И. Шарапов, П. В. Ротов // М.: Издательство «Новости теплоснабжения». – 2007. – 164 с.

18.Akhmetova, I. Revisiting heat losses calculation at district heating network / I. Akhmetova, N. Chichirova, O. Derevianko // International Journal of Civil Engineering and Technology. – 2017. – Т. 8. – № 12. – С. 694702.

19.Kitaev, D. Modeling the work of a steam-water injector in a heat supply system / E. Aralov, D. Bugaevsky,

A. Makarov // E3S Web of Conferences. Key Trends in Transportation Innovation, KTTI 2019. – 2020. – С. 06037.

20.Martynenko, G. N. Prospects for the development of the gas supply system of the city district of voronezh

for the period till 2035 / Martynenko G. N., Kitaev D. N., Sedaev A. A.// Russian Journal of Building Construction and Architecture. – 2018. – № 4 (40). – С. 26-39.

21.Melkumov, V. N. Reliability monitoring of heat supply networks / V. N. Melkumov, S. N. Kuznetsov,

K. A. Sklyarov, A. A. Gorskikh // Scientific Herald of the Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. Construction and Architecture. – 2011. – № 1 (9). – С. 42-49.

22.Melkumov, V. N. Criteria of optimality and condition of the comparison of design solutions of systems of

heat supply / V. N. Melkumov, K. A. Sklyarov, S. G. Tulskaya, A. A. Chuikina // Russian Journal of Building Construction and Architecture. – 2018. – № 1 (37). – С. 18-28.

23.Shan, X. The reliability and availability evaluation of repairable district heating networks under changeable external conditions / X. Shan, P. Wang, W. Lu // Applied Energy. – 2017. – Т. 203. – С. 686-695.

24.Sharapov, V. I. The improvement technologies of the thermal load regulation for cogeneration systems in urban areas / V. I. Sharapov, P. V. Rotov, M. E. Orlov // Transactions of Academenergo. – 2010. – № 4. – Р. 70-83.

48

References

1.Badakh, V. F. Calculation of standard heat losses through insulation of pipelines of heating networks / V.F. Badakh, A.D. Kuznetsova // Technical and technological problems of service. - 2011. - No. 4 (18). - p. 60-72.

2.Bass, M. S. Problems of rationing of heat losses in water heating networks and boiler rooms / M.S. Bass, A.A. Seredkin, S.G. Batukhtin // Kulagin readings: technique and technology of production processes. XVIII International Scientific and Practical Conference. Resp. ed. A. V. Shapieva. - 2018. - p. 57-61

3.Voevodin, A. G. Analysis of calculations of normative values of technological losses in the transmission of

heat energy through the networks of heat supply systems of consumers in order to reduce operating costs / A.G. Voevodin // Transport systems. - 2016. - No. 2. - p.31-41.

4.Gromov, N. K. Water heating networks: A reference guide for design / N.K. Gromov, E.P. Shubin, M. Energoatomizdat. 1988 .-- 376 p.

5.Zhutaeva, E. N. Optimization of enterprise costs (on the example of heat supply market research) / E.N. Zhutaeva, T.E. Davydova, T.N. Dubrovskaya // FES: Finance. Economy. - 2017. - No. 5. - p. 29-38..

6.Kitaev, D. N. Calculation of the outside air temperature at the break point of the temperature graph / D.N. Kitaev // Heat supply news. - 2012. - No. 10 (146). - p. 46-48.

7.Kitaev, D. N. Modern heating devices and their indicators / D.N. Kitaev // Plumbing, heating, air conditioning, energy saving. - 2014. - No. 1. - p. 48 - 49.

8.Kononova, M. S. On the influence of the coolant temperature on the technical and economic indicators of the projected heating networks. Kononov // Izvestiya vuzov. Construction, 2012. - No. 10. p. 67-73.

9.Nurov, M. Sh. Optimization of the heat supply scheme according to the criterion of minimum losses when transporting energy to the consumer / M.Sh. Nurov, S.A. Gordin // Youth and Science: Actual Problems of Fundamental and Applied Research. Materials of the II All-Russian National Scientific Conference of Students, Postgraduates and Young Scientists. - 2019 .-- p. 392-395.

10. Panferov, V. I. Effective energy saving solutions for heat supply of buildings / V.I. Panferov, E.Yu. Anisimova, S.V. Panferov // Bulletin of the South Ural State University. Series: Building and architecture. - 2015. - T.15. - No. 4. - p. 40-48.

11.Panferov, V. I. On the features of the derivation of the equations of regulation of centralized heating systems / V.I. Panferov, S.V. Panferov // Bulletin of the South Ural State University. Series: Computer technology, control, electronics. - 2016. - T. 16. - No. 1. - p. 21-30.

12.Practical application of energy-saving technologies: textbook / D.N. Kitaev, P. Novakovski, E.V. Sazonov and others; under total. ed. V.N. Semenov and N.S. Popov. Tambov: Publishing house of Pershina R.V., 2014 .- 193 p.

13.Rafalskaya, T. A. Low-temperature operating modes of heating networks with qualitative and quantitative regulation / T.A. Rafalskaya // New Science: Theoretical and Practical View. - 2016. - No. 10 (2). - p. 141-143.

14.Sister, V. G. Mathematical model of a heating network and development of recommendations for calculating efficiency for an arbitrary temperature graph / V.G. Sister, A.I. Yamchuk, F.A. Polivoda // Bulletin of the Moscow State Technical University MAMI. - 2012. - T.4. - No. 2 (14). - p. 318-324.

15.Smorodova, O. V. Comparative analysis of heat supply regulation methods / O.V. Smorodova, S.V. Kitaev, N.F. Useev // Norwegian Journal of Development of the International Science. - 2018. - No. 17-1. - p. 54-58.

16.Khismatullin, Sh. Kh. On the temperature schedule of the heat networks in Kazan / Sh.Kh. Khismatullin, U.B. Ucharov, V.P. Kashitsyn, S.A. Chulkova // Energy of Tatarstan. - 2011. - No. 2 (22). - p. 39-43.

17.Sharapov, V. I. Regulation of the load of heat supply systems / V.I. Sharapov, P.V. Rotov // M .: Publishing house "News of heat supply", 2007. - 164p.

18.Akhmetova, I. Revisiting heat losses calculation at district heating network / I. Akhmetova, N. Chichirova, O. Derevianko // International Journal of Civil Engineering and Technology. – 2017. – Т.8. - №12. – p. 694-702.

19.Kitaev, D. Modeling the work of a steam-water injector in a heat supply system / E. Aralov, D. Bugaevsky, A. Makarov // E3S Web of Conferences. Key Trends in Transportation Innovation, KTTI 2019. 2020. p. 06037.

20.Martynenko, G. N. Prospects for the development of the gas supply system of the city district of voronezh

for the period till 2035 / Martynenko G.N., Kitaev D.N., Sedaev A.A.// Russian Journal of Building Construction and Architecture. - 2018. - № 4 (40). - p. 26-39.

21.Melkumov, V. N. Reliability monitoring of heat supply networks / V.N. Melkumov, S.N. Kuznetsov,

K.A. Sklyarov, A.A. Gorskikh // Scientific Herald of the Voronezh State University of Architecture and Civil Engineer- ing. Construction and Architecture. 2011. № 1 (9). p. 42-49.

22.Melkumov, V. N. Criteria of optimality and condition of the comparison of design solutions of systems of

heat supply / V.N. Melkumov, K.A. Sklyarov, S.G. Tulskaya, A.A. Chuikina // Russian Journal of Building Construction and Architecture. - 2018. - № 1 (37). - p. 18-28.

23.Shan, X. The reliability and availability evaluation of repairable district heating networks under changeable external conditions / X. Shan, P. Wang, W. Lu // Applied Energy. – 2017. – Т.203. – p.686-695.

24.Sharapov, V. I. The improvement technologies of the thermal load regulation for cogeneration systems in urban areas / V.I. Sharapov, P.V. Rotov, M.E. Orlov // Transactions of Academenergo. – 2010. – №4. – p. 70-83.

49

Научный журнал строительства и архитектуры

MODELLING ANNUAL WATER TEMPERATURES

IN HEAT NETWORKS

D. N. Kitaev 1, A. T. Kurnosov 2, D. Yu. Agapov 3, S. O. Kharin 4

Voronezh State Technical University 1, 2, 3, 4

Russia, Voronezh

1PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Heat and Gas Supply and Oil and Gas Business, tel.: +7-906-671-02-84, e-mail: dim.kit@rambler.ru

2PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Heat and Gas Supply and Oil and Gas Business, tel .: +7-906-671-02-84, e-mail: teplosnab_kaf@vgasu.vrn.ru

3PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Heat and Gas Supply and Oil and Gas Business, tel .: +7-906-671-02-84, e-mail: teplosnab_kaf@vgasu.vrn.ru

4PhD student of the Dept. of Heat and Gas Supply and Oil and Gas Business, tel .: +7-900-304-62-51, e-mail: kharin_sergey.93@mail.ru

Statement of the problem. When carrying out design calculations of heating networks, in particular, calculating the thickness of thermal insulation structures, thermal elongations during thermal expansion, standard losses during the transportation of thermal energy to the consumer, it is often necessary to use the design values of the average annual temperatures of the coolant indicated depending on the design temperature schedule in modern standards. According to a number of researchers, the recommended values of average annual coolant temperatures do not take into account climatological characteristics and their use can lead to significant errors. In addition, recommended temperatures have changed over the past few years and there has been a contradiction in regulations. Currently, there are no substantiated values of the design average annual temperatures of the heat carrier in the heating network taking into account climatological data.

Results. For the design temperatures of the temperature graphs of the central quality regulation 95/70150/70 for the settlements of the territory of the central federal district presented in the latest edition of building climatology the values of the average annual water temperatures in the supply line of the heating network have been determined. The averaged values of temperatures for the considered temperature graphs are obtained.

Conclusions. For most of the temperature graphs, significant discrepancies have been established between the calculated values of the average annual water temperatures in the heating network and those

recommended by the JV «Heating Networks» of the latest edition. The maximum difference is observed for the 150/70 graph and is 12°C.

Keywords: heating network, temperature graph, average annual temperature of the heating medium.

50