Изменение показателей работы тепловой сети при переходе с ЦТП на ИТП

Введение

Централизованные системы отопления традиционно используются в большинстве российских городов. Однако с развитием технологий и повышением требований к энергосбережению возникает необходимость перехода на индивидуальные тепловые пункты. Это связано с рядом преимуществ, таких как возможность точной регулировки температуры в каждом здании, снижение потерь энергии и улучшение качества обслуживания потребителей.

Методика

С помощью ПО ZuluThermo смоделирована модель тепловой сети (рис. 1), обеспечивающей теплоснабжение одного из кварталов города Нижнекамск. Теплоснабжение квартала осуществляется от ЦТП № 51, которая обеспечивает теплом два многоквартирных дома и детский садик, подключенные через элеваторный узел.

Путем поэтапного перевода потребителей ЦТП на ИТП в ZuluThermo проведены гидравлические расчеты при различной оснащенности ИТП.

Рис. 1. Расчетная модель тепловой сети г. Нижнекамск в ZuluThermo

Основные показатели работы тепловой сети

Гидравлический режим

При переходе с ЦТП на ИТП изменяется гидравлический режим тепловой сети (рис. 2). Индивидуальные тепловые пункты позволяют регулировать давление и расход теплоносителя непосредственно в точке подключения здания. Это снижает нагрузку на магистральные трубопроводы и уменьшает вероятность возникновения аварийных ситуаций. Кроме того, улучшается распределение тепла между зданиями, что особенно важно в условиях неравномерного потребления тепла.

Рис. 2. Суммарный расход теплоносителя в подающем трубопроводе в зависимости от процента оснащенности ИТП

Температурный режим потребителей

При использовании ИТП появляется возможность автоматического регулирования температуры подаваемого теплоносителя в зависимости от внешних условий (температура наружного воздуха). Это обеспечивает экономию топлива и повышает комфорт жителей. Автоматическое регулирование позволяет поддерживать оптимальную температуру внутри помещений даже при резких изменениях погодных условий.

Рис. 3. Изменение температуры на самом удаленном потребителе в зависимости от процента оснащенности ИТП

На рисунке 3 представлен график изменения температуры внутреннего воздуха на самом удаленном потребителе, из графика видно, что при оснащенности ИТП в диапазоне от 0% до 37% температура внутреннего воздуха на потребителе, присоединённом по элеваторной схеме, ниже проектной, при оснащенности ИТП в диапазоне от 37% до 67% внутренняя температура начинает расти и появляется «перетоп», в диапазоне от 67% до 100% температура внутреннего воздуха стремится к проектной.

Потребление теплоносителя

Использование индивидуальных тепловых пунктов способствует снижению общего объема потребляемого теплоносителя. Благодаря автоматической регулировке подачи тепла уменьшается количество избыточного теплоносителя, циркулирующего в системе. Это ведет к экономии ресурсов и уменьшению затрат на обслуживание сетей.

Рис. 4. Количество тепла, вырабатываемое на источнике за час в зависимости от процента оснащенности ИТП

На рисунке 4 представлен график изменения требуемой нагрузки системой теплоснабжения, в диапазоне от 0% до 29% нагрузка практически не изменилась, в диапазоне от 29% до 100% нагрузка меняется на всех этапах. Общее количество тепловой нагрузки снизилось с 7,5 Гкал/ч до 5,9 Гкал/ч или на 21,3%.

Экономические аспекты

Экономическая эффективность перехода на ИТП обусловлена несколькими факторами:

• Снижение эксплуатационных расходов: уменьшение теплопотерь и экономия энергоресурсов приводят к сокращению затрат на эксплуатацию систем отопления.
• Уменьшение количества аварий: благодаря улучшению гидравлических характеристик снижается риск возникновения аварийных ситуаций, что также влияет на общую стоимость эксплуатации.
• Повышение комфорта населения: автоматизация процессов управления отоплением улучшает качество жизни пользователей.

Однако переход требует значительных первоначальных инвестиций, связанных с заменой оборудования и модернизацией существующих систем. Важно учитывать долгосрочную перспективу и оценивать экономический эффект на протяжении всего срока службы модернизированных объектов.

Заключение

Анализ изменений показателей работы тепловой сети при переходе с ЦТП на ИТП показывает значительные преимущества нового подхода. Улучшается гидравлический режим, повышается точность поддержания температурного графика, снижается потребление теплоносителя и уменьшаются общие затраты на эксплуатацию. Несмотря на высокие начальные инвестиции, такие преобразования экономически оправданы и способствуют повышению уровня комфорта и безопасности потребителей.