Инсафуддинов С.З., Шакирьянова А.З., Чайка В.А.
ОСОБЕННОСТИ ДЕЦЕНТРАЛИЗАЦИИ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ КРЫШНЫХ КОТЕЛЬНЫХ В Г. УФА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН *
Аннотация:
в предложенной статье рассмотрены перспективы использования автономных источников теплоснабжения, в частности- источники тепловой энергии крышных автономных газовых котельных. Представлены все достоинства и недостатки рассматриваемых систем, приведены сравнения отечественных и зарубежных видов котельного оборудования, применяемые именно для такого вида теплоснабжения. Рассмотрены проблемы, а также их решения, позволяющие упростить реализацию крышных котельных
Ключевые слова:
автономное теплоснабжение, крышная котельная, тепловой пункт, автоматизация, алгоритм управления
УДК 664:637.144.5
Инсафуддинов С.З.
кандидат технических наук,
доцент кафедры теплоэнергетики и физики
ФГБОУ ВО «Башкирский ГАУ»
(г. Уфа, Россия)
Шакирьянова А.З.
обучающаяся 2 курса энергетического факультета
ФГБОУ ВО «Башкирский ГАУ»
(г. Уфа, Россия)
Чайка В.А.
обучающаяся 2 курса энергетического факультета
ФГБОУ ВО «Башкирский ГАУ»
(г. Уфа, Россия)
ОСОБЕННОСТИ ДЕЦЕНТРАЛИЗАЦИИ СИСТЕМ
ОТОПЛЕНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ КРЫШНЫХ
КОТЕЛЬНЫХ В Г. УФА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
Аннотация: в предложенной статье рассмотрены перспективы использования автономных источников теплоснабжения, в частности- источники тепловой энергии крышных автономных газовых котельных. Представлены все достоинства и недостатки рассматриваемых систем, приведены сравнения отечественных и зарубежных видов котельного оборудования, применяемые именно для такого вида теплоснабжения. Рассмотрены проблемы, а также их решения, позволяющие упростить реализацию крышных котельных.
Ключевые слова: автономное теплоснабжение, крышная котельная, тепловой пункт, автоматизация, алгоритм управления.
Все чаще строящиеся многоквартирные жилые здания проектируются с учетом децентрализации способов получения тепловой энергии. При этом на смену традиционных теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) приходят блочно-модульные котельные, которые могут использоваться как крышные при дефиците площадей под для установки на грунте [1].
В настоящее время все блочно-модульные и крышные котельные в качестве топлива используют топливо- природный газ, поскольку он облегчает монтаж котельной. Кроме этого в метане отсутствует оксид углерода, что снижает вероятность отравления людей [2]. При использовании в черте города- немаловажную роль играет еще и низкое загрязнение атмосферы, одновременно при высоких показателях КПД котлов.
Следующей задачей, после выбора топлива, является подбор номинальной мощности котельной. В том случае, если проект здания находится на стадии разработки, проектный отдел рассчитывает её обычно методом укрупненных показателей. Согласно действующим нормам и правилам, тепловая мощность проектируемой крышной котельной не должна превышать требуемую тепловую мощность на компенсацию тепловых потерь объекта, теплоснабжение которого она обеспечивает [3]. После выполнения проектных расчетов, необходимо подтвердить необходимость применения конкретного типа установки, что исключает неэффективность применение иных видов котельных и уже после этого оформляется заказ и начинаются монтажные работы.
При монтаже на здание высотой более 26,5 метров, проект согласуется с территориальными органами Управления Государственной противопожарной службы. Установка крышной котельной на природном газе с низким давлением рекомендована Федеральным законом «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и внесение некоторых изменений в отдельные законодательные акты РФ» от 23.11.2009. В среднем мощность крышной котельной варьируется в пределах от 0,5 до 3 МВт [4]. В некоторых случаях, когда имеется технико-экономическое обоснование, вполне вероятно действие устройства крышной котельной для теплоснабжения одновременно нескольких субъектов.
В том случае, если здание реконструируется, с одновременным изменением системы отопления и децентрализацией при переносе источника теплоты на крышу, возникают дополнительные задачи [5].
Именно им посвящена наша работа. Поскольку крышная или пристроенная котельная (КПК) в соответствии с императивными нормами, установленными Жилищным кодексом РФ и «Правилами содержания общего имущества в многоквартирном доме» (утв. Пост. Правительства РФ от 13 августа 2006 г. N 491), является общедомовым имуществом, все финансовые затраты на эксплуатацию включены в квитанции жильцов [6]. Следовательно, эффективность эксплуатации крышной котельной будет определятся соответствием изменением проектных значений к реальным потребностям заказчика. Мы предлагаем определять эффективный (оптимальный) объем тепловой энергии Ф vкр, используемой для предоставления потребителям по следующей формуле, кВт
Ф vкр= Фгв+Фот+ Фпот, (1)
где Фгвс- тепловые потери на горячее водоснабжение (ГВС), кВт;
Фот- тепловые потери на отопление помещений, кВт;
Фпот - тепловые потери при транспортировке тепла, кВт.
Тепловые потери на горячее водоснабжение Фгвс нами рекомендуется считать исходя их норм потребления горячей воды пересчитанную на всех жителей дома.
Тепловые потери на отопление помещений Фот – определяются исходя из действительных значений плотности теплового потока qот измеренных с помощью прибора ИПП- 2М с дальнейшим пересчетом по формуле:
Фот= qот·А, (2)
где А- площадь ограждающих конструкций здания (стен, потолка, окна, двери и т.д.), м2.
Тепловые потери на транспортировку тепла находятся по общеизвестной формуле Ньютона-Рихмана, так как основная их доля приходится на конвекцию.
Такая методика позволит подобрать котельный агрегат оптимальной мощности, что сэкономит денежные средства жильцов и обеспечит эффективнось работы всей системы отопления и ГВС.
Как показали проведенные нами расчеты, проведенные по заданию ООО «ЭнергоСистемс» [7], в трехподъездном 9 этажном здании Ф vкр=450.
Расчетные параметры наружного воздуха были приняты по СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» и составили:
- холодный период t=-37°С.
- теплый период t=+28,5°С.
Расчетная температура внутреннего воздуха в жилых помещениях 21°С, в ванных комнатах 25°С, в мусороприемной камере 10°С, на лестничной клетке 16°С в техническом подвале 10°С, Помещение котельной отдельно не отапливалось.
Расход тепла на систему отопления составил 580 кВт, на систему водоснабжения 565 кВт, потери теплоты в трубопроводах и стенки котельной 28 кВт.
Таким образом общая мощность котельной составила 1200кВт.
Схема и фотография реализованной автономной системы с крышной котельной, представлены на рисунке 1.
а) б)
Рисунок 1 схема а) и общий вид
б) предложенной крышной газовой котельной мощностью 450 кВт
Следует отметить, что в процессе эксплуатации и монтажа задастую возникают такие проблемы как ограничение несущей массы здания и избыточная шумность с вибрации от блоков котельных [8].
Предвидя это, нами были рекомендованы котлы с пониженным уровнем шума (до 45-50 дБ), марку выделять не станем, но отметим, что в них удалось снизить размер пламени, следовательно, снизить шум главного источника. При всем этом, уменьшение пламени осуществлялось без изменений содержания NOX в сжигаемом газе [9]. Благодаря снижению заранее подготовленной смеси воздуха и газа, появилась даже возможность повысить концентрацию NOX. Весь процесс горения происходит в пористом огнестойком материале [10].
В таблице 1 приведем для сравнения исследованные показатели шумности зарубежного производителя котлов, и два производителя нашего отечественного производителя.
Таблица 1- Показатели шумности исследованных газовых котлов
|
Название |
Viessmann Vitoplex 200 |
BlueFlame BFH1020 |
Мимакс КСГ(М)-25 |
Лемакс Премиум-20 |
|
Максимальная мощность, кВт |
270 |
267 |
25 |
От 7,5 до 60 кВт |
|
Вес, кг |
720 |
255,8 |
128 |
75 |
|
Объем, м3 |
3,25 |
0,96 |
490 |
556 |
|
Шумность работы, дБ |
50 |
59 |
57 |
30…68 |
Стены крышной котельной были шумоизолировны базальтовой негорючей шумоизоляцией АкустиKnauf 50мм, се вентиляторы и насосы оснащены частотными регуляторами оборотов вала вентилятора, что дополнительно позволило снизить шумовые нагрузки от воздуха на впуске при дросселировании.
Из данных таблицы мы видим, что несмотря на маленький объем, котел BlueFlame опережает по всем теплотехническим показателям, но уступает по шумности (рекомендуемый предел 50дБ [2]).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Авдиенко А.А. Подомовое отопление как объективная реальность / А.А. Авдиенко // Журнал С.О.К. – 2013. – №12. – С. 36–37.
Пуринг С.М. Оптимизация выбора способа теплоснабжения жилых многоквартирных домов / Пуринг С.М., Ватузов Д.Н. // Инновационные стратегии развития экономики и управления. – 2015. – С. 313-316.
Баширов Р.М. устройство для измерения неравномерности подачи топлива/Инсафуддинов С.З., Габдрафиков Ф.З., Гафуров М.Д. //Патент на изобретение RU 2245453 C1, 27.01.2005. Заявка № 2003123007/06 от 21.07.2003. 26
Инсафуддинов С.З. Повышение эффективности эксплуатации системы отопления производственного здания с использованием пофасадного регулирования температуры/ Ишбулатов А.А., Сафин Ф.Р.// В сборнике: Отопление. Водоснабжение. Кондиционирование. Материалы II международной научно-практической конференции в рамках XVIII специализированной выставки «Отопление. Водоснабжение. Кондиционирование» . 2014. с. 31-34.
Баширов Р.М. Совершенствование методики регулирования топливной аппаратуры тракторных дизелей/ Сафин Ф.Р., Инсафуддинов С.З. //Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2014. № 3 (31). С. 60-64.
Баширов Р.М. Стенд для испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры/ Инсафуддинов С.З., Сафин Ф.Р., Костенко Л.Н.// Патент на изобретение RU 2429373 C1, 20.09.2011. Заявка № 2010106592/06 от 24.02.2010.
Баширов Р.М. Устройство для измерения неравномерности подачи топлива
Галиуллин Р.Р., Инсафуддинов С.З. Патент на изобретение RU 2301910 C2, 27.06.2007. Заявка № 2005117259/06 от 06.06.2005. 22
Инсафуддинов С.З. Совершенствование методики оценки неравномерности подачи топливных систем тракторных дизелей/ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Оренбургский государственный аграрный университет. Оренбург, 2005 21
Gabitov I.I. Diagnostics and regulation of fuel equipment of diesels on stands with injection to medium with counter-pressure /Insafuddinov S.Z., Kharisov D.D., Safin F.R., Negovora A.V., Yunusbaev N.M., Akhmetov A.F., Farhutdinov T., Sharafeev А.Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. Т. 13. № S11. С. 8782-8788.
Инсафуддинов С.З. Исследование колебаний проводов сельских воздушных линий электропередачи с гололедными отложениями /Мальцев В.Л., Кабашов В.Ю., Нафиков М.З.//В сборнике: Проблемы агропромышленного комплекса на Южном Урале и Поволжье. Материалы Региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. 1998. С. 270-273
Insafuddinov S.Z.
Candidate of Technical Sciences,
Associate Professor of the Department of
Thermal Power Engineering and Physics
Bashkir State Agrarian University
(Ufa, Russia)
Shakiryanova A.Z.
2nd year student of the Faculty of Energy
Bashkir State Agrarian University
(Ufa, Russia)
Chaika V.A.
2nd year student of the Faculty of Energy
Bashkir State Agrarian University
(Ufa, Russia)
FEATURES OF DECENTRALIZATION OF SYSTEMS
HEATING OF RESIDENTIAL BUILDINGS WITH THE USE OF ROOF
BOILER HOUSES IN UFA, REPUBLIC OF BASHKORTOSTAN
Abstract: the proposed article discusses the prospects for the use of autonomous heat supply sources, in particular, the sources of thermal energy of roof-mounted autonomous gas boilers. All the advantages and disadvantages of the systems under consideration are presented, comparisons of domestic and foreign types of boiler equipment used for this type of heat supply are given. The problems are considered, as well as their solutions to simplify the implementation of roof boiler houses.
Keywords: autonomous heat supply, roof boiler house, heat point, automation, control algorithm.
Номер журнала Вестник науки №7 (52) том 1
Ссылка для цитирования:
Инсафуддинов С.З., Шакирьянова А.З., Чайка В.А. ОСОБЕННОСТИ ДЕЦЕНТРАЛИЗАЦИИ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ КРЫШНЫХ КОТЕЛЬНЫХ В Г. УФА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН // Вестник науки №7 (52) том 1. С. 130 - 137. 2022 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/5991 (дата обращения: 24.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2022. 16+