Increasing the efficiency of heat load control in centalized heating networks = Підвищення ефективності регулювання теплового навантаження в системах централізованого теплопостачання

Abstract

The paper presents the results of studies aimed to increase the efficiency of centralized heating networks by improving heat supply control at the plant and at the local level. With this in view, we considered issues of choosing the optimal heat supply schedule and its influence on the efficiency of heat generation, transportation and use, as well as the influence of the heat carrier temperature on heat losses at the corner of the temperature curve. We also studied the influence of the heat carrier temperature in the return pipe of heating networks on the operation of heat generators by using various control methods. Another issue considered in the course of the study was the issue of ensuring the hydraulic and thermal stability of heating networks and heating systems connected to them by using the combined control method. The methodology of the study was based on the analysis of heat balance equations for the steady-state operation of a complex including a heating network and a building’s heating system. As a result, we obtained relationships that make it possible to determine the variation in the heat carrier flow rate and temperature depending on the heat load, as well as the reduction in energy consumption for heat carrier transportation. Recommendations were developed for the introduction of combined heat load control. A scheme for the reconstruction of central heat stations is proposed. The scientific and practical results of the study can be used to prevent significant heat losses, ensure optimal operation of heating networks, heat generators, and heating systems, reduce energy consumption, and increase the overall efficiency of centralized heating networks

У статті представлені результати досліджень, метою яких є підвищення ефективності систем централізованого теплопостачання шляхом вдосконалення процесів центрального і місцевого регулювання відпустки теплоти. Для цього комплексно розглянуті завдання вибору оптимального графіка відпустки теплоти і його впливу на ефективність вироблення, транспортування та використання теплоти, впливу температури теплоносія на втрати теплоти в період зламу температурного графіка. Досліджено вплив температури теплоносія в зворотному трубопроводі теплових мереж на роботу генераторів теплоти при різних способах регулювання. Розглянуто задачу забезпечення гідравлічної і теплової стійкості роботи теплової мережі та підключених до неї систем опалення в умовах комбінованого способу регулювання. В основу методології роботи покладено дослідження рівнянь теплового балансу для сталого стаціонарного режиму роботи комплексу, що включає теплову мережу і систему опалення будівлі. Отримано залежності, які дають можливість визначити зміну витрати і температури теплоносія в залежності від теплового навантаження, а також скорочення витрат електричної енергії на транспортування теплоносія. Розроблено рекомендації щодо впровадження комбінованого регулювання теплового навантаження і запропонована схема реконструкції центральних теплових пунктів. Наукові і практичні результати роботи дають можливість уникнути значних втрат теплоти, забезпечують оптимальні умови роботи теплових мереж, генераторів теплоти і систем опалення, забезпечують зниження витрати електроенергії і підвищення загальної ефективності систем централізованого теплоснабженія.