Визначення експлуатацiйних витрат теплової енергії

Методичнi рекомендацiї призначенi для визначення планових i фактичних експлуатацiйних обсягiв споживання i виробництва теплової енергiї (крiм систем з теплоелектроцентралями, ТЕС, АЕС, iншими когенерацiйними установками та установками, що використовують нетрадицiйнi або поновлюванi джерела енергiї) для забезпечення потреб в теплотi i паливi систем опалення, гарячого водопостачання i вентиляцiї.

Існуючi нормативнi документи не враховують витрати теплової енергiї для компенсацiї теплових втрат обладнанням теплових пунктiв та в мережах ГВП вiд ЦТП до уводу трубопроводiв в будинок, не враховують її перевитрати в часи стояння температури зовнiшнього повiтря вище точки злому темпетурного графiку в тепломережах (так званi «перетопи») та ряд iнших. Методичнi рекомендацiї мiстять методику розрахункiв потреб в теповiй енергiї на опалення з урахуванням вищезгаданих витрат i втрат та призначенi для розрахункiв обсягiв споживання теплової енергiї на потреби опалення, ГВП i вентиляцiї для рiзних технiчних рiшень приєднання споживачiв до теплових мереж: вiдкритих та закритих систем теплоспоживання, при наявностi та вiдсутностi вузла облiку теплової енергiї, для рiзних технiчних рiшень облiку споживання теової енергiї та iнше.

Визначення експлуатацiйних витрат теплової енергiї на опалення

Плановi витрати теплової енергiї на опалення
Для забезпечення нормативних умов в опалювальних примiщеннях необхiдно витратити теплову енергiю, яка забезпеть наступнi складовi витрат системою опалення будинку: планова нормативна потреба теплової енергiї для компенсацiї тепловтрат, додатковi витрати теплової енергiї в перiоди стояння зовнiшнiх темпетур вище точки злому температурного графiка Qо.п., втрати теплової енергiї з витоками теплоносiя з трубопроводiв внутрiшньобудинкових мереж системи опалення – Qвит, та при розмiщеннi будинкового вузла облiку теплової енергiї не на межi балансової належностi, тепловтрати трубопроводiв на цiй дiлянцi – Qт i при наявностi iндивiдуального теплового пункту – тепловтрати трубопроводами i обладнанням теплопункту Qi.т..
Витрати теплової енергiї на забезпеення потреб системи опалення в експлуатацiйному режимi в загальному виглядi можуть розраховуватися за формулою, Гкал/рiк:

Величину розрахункової потреби в теовiй енергiї на компенсацiю тепловтрат будинку Qон визначають за формулами:

де Nо – навантаження системи опалення будинку, Гкал/год;
nо – нормативна тривалiсть опалювального перiоду, дiб; tвн – температура внутрiшнього повiтря в примiщеннi, оС;
tср.о. – середня температура зовнiшнього повiтря за опалювальний перiод, ⁰C;
tр.о. – розрахункова температура зовнiнього повiтря для проектування систем опалення, ⁰C;
nо – нормативна тривалiсть опалювального перiоду, дiб;
a – коефiцiєнт, який застосовується, якщо систему опалення обладнано придами автоматичного зменшення тепової потужностi в неробочий час, а = 0,8;
b – коефiцiєнт, який застосовується, якщо бiльш 75% опалювальних приладiв обладнанi автоматичними терморегуяторами, = 0,9;
с – коефiцiєнт, який застосовується, якщо на абонентському уводi системи опалення установленi прилади автоматичного пофасадного регулювання, с = 0,95.
або, використовуючи вiдповiдно до СНиП 2.04.05.91* поняття градусо-дiб опалювального перiоду

де Sн – нормативна кiлькiсть градусо-дiб для tвн=+18 ⁰C, град. дiб.
Якщо рушниковисушувач приєднаний до системи опалення, планова потреба в тепловiй енергiї на опалення будинку виначається за формулою:

де Sн, – нормативна кiлькiсть градусо-дiб для tвн=+25 ⁰C;
qрв.зi – нормативнi тепловитрати одним рушниковисушувачем (розрахунковi, проектнi або паспортнi) за опалювальний перiод, ккал/год;
Додатковi витрати теплової енергiї пiсля точки злому температурного графiку (перетоп) розраховуються за формулою:

де tп – середньодобова температура зовнiшнього повiтря, яка вiдповiдає початку (закiнченню) опалювального перiоду, °C (зазвичай 8 °C);
tзл – температура зовнiшнього повiтря, яка вiдповiдає точцi злому температурного графiку, ⁰C;
Tпер – час стояння температур зовнiшнього повiтря вищих tзл, год.
Температура tзл знаходиться в залежностi вiд розрахункової зовнiшньої темпетури повiтря для проектування систем опалення tр.о. i графiку температур теплоносiя в тепломережi. Якщо злом графiку проходить при температурi теплоносiя 65°C, то величини температур зовнiшнього повiтря tзл, для рiзних температурних графiкiв роботи системи наведено на рис. 1.

Рис. 1. Графiк для визначення точки злому температурного графiка

Час стояння температур, вищих за темературу злому, .пер визначається як сума часу стояння температур злому в iнтервалi, до якого ця температура належить в усiх iнших iнтервалах до початку (кiнця) опалювального перiоду вищих за iнтервал, до якого належить точка злому

Час стояння температур визначається пропорцiйним розподiлом загального часу в даному iнтервалi мiж перiодами до i пiсля температури точки злому за формулою

де Ti, – час стояння температур в iнтервалi, який включає температуру tзл, год;
t1i – кiнцева температура iнтервалу, до якого належить tзл, ⁰C;
.нач – час стояння температур вiд потку опалювального перiоду до темератури t1i, год.;
5 – крок iнтервалу температур, ⁰C.

Довiдковi данi по часу стояння темпетур зовнiшнього повiтря в рiзних iнтервалах наведено в таблицi 1.
Втрати теплової енергiї з витоками тепоносiя з трубопроводiв внутрiшньобудинкових мереж системи опалення Qвит визначаються вiдповiдно до вимог КТМ 204 України 244-94, роздiл 3.1.
Тепловтрати трубопроводами до межi балансової належностi тепломережi – Qт, i обладнанням теплопункту –Qi.т. розраховуються вiдповiдно до вимог Методики розрахунку тепловтрат розподiльчих мееж систем централiзованого теплопостання та гарячого водопостачання.

Фактичнi витрати теплової енергiї на опалення

Загальнi фактичнi витрати теплової енергiї визначаються за формулою

Величина додаткових витрат теплової енергiї в перехiднi перiоди (перетопи) виначається згiдно попереднього пункту з урахуванням фактичних значень часу стояння температури зовнiшнього повiтря, яка перевищує або дорiвнює точцi злому графiка.
Втрати теплової енергiї з витоками розраховуються за формулою:

де h2 – ентальпiя мережевої води у звоотному трубопроводi, ккал/кг;
h3 – ентальпiя холодної води, що викостовується для пiдживлення, ккал/кг;
mгв – маса мережевої води, витраченої споживачем на водорозбiр, яка визнається за показаннями приладiв облiку (враховується для вiдкритих систем теплопостачання), т;
mу – маса понаднормованих витрат мережевої води, яка визначається за формулою

де m1, m2 – маса мережевої води в подавальному та зворотному трубопроводах за показаннями приладiв облiку, т.
Значення mу приймається рiвним ную, якщо

де

– гранична похибка у визначеннi mу, %;
Т – час роботи системи опалення за опалювальний перiод, год;
gв – нормативна витрата теплоносiя на пiдживлення згiдно договору на теплоостачання, т/год;
mпн – нормативна маса пiдживлення систем теплоспоживання, яка визнається за формулою

де n – тривалiсть розрахункового перiоду, дiб.
У разi виникнення позаштатних ситуцiй кiлькiсть спожитої теплової енергiї на опалення Qс менше потрiбної Qo на велину недопоставленої теплової енергiї i розраховується за формулою

Потрiбна нормована витрата Qo визнається за формулою:

де tнср– фактична середньомiсячна темпетура зовнiшнього повiтря (за даними метеостанцiї), °C.
При недотриманнi температурного графiка теплоносiя кiлькiсть недопоставеної теплової енергiї розраховується за формулою:

де Gф – кiлькiсть теплоносiя за показаннями теплолiчильника, м³;
p – щiльнiсть теплоносiя при t1ф ср, т/м3;
Cp – питома теплоємнiсть води, ккал/л•0С;
t1рср – середня розрахункова температутеплоносiя у подавальному трубооводi при, С;
t1фср – середня фактична температура теоносiя протягом розрахункового перiоду, ⁰C.
Розрахункове значення t1рср в залежностi вiд значень

наведено на рис. 2.
При виникненнi позаштатної ситуацiї, пов’язаної з вiдсутнiстю електроенергiї, чи будь-яких iнших обставин, що призвели до припинення постачання теплової енергiї, при визначеннi фактичного обсягу її споживання цей перiод часу повинен бути виключеним з розрахунку.

Рис. 2. Графiк = f(?)
1 – температурний графiк 150/70 ⁰C;
2 – температурний графiк 130/70 ⁰C;
3 – температурний графiк 105/70 ⁰C

Визначення експлуатацiйних планових витрат теплової енергiї на гаряче водопостачання
Планове рiчне споживання теплової енергiї на гаряче водопостачання (ГВП) визначають як суму споживання теплової енергiї на пiдiгрiв води за опалювальний i неопалювальний перiоди та втрат теплової енергiї в розподiльчих трубопроводах теплових мереж , циркуяцiйних стояках , i рушниковисушувах . При режимному графiку подачi гарячої води додатково виникають витрати палива на розпал котлiв та витрати тепової енергiї на власнi потреби i пiдiгрiв охолодженої води в мережах ГВП.
Загальнi витрати розраховують за формулою:

де Nг.в.зcep i Nг.в.лcep – середньогодинне споживання теплової енергiї на пiдiгрiв води для ГВП за опалювальний i неопалювальний перiоди, якi визначаються за формулами:

де gн– нормативна середньодобова витта гарячої води на одиницю вимiрювання, л/дiб;
m – кiлькiсть одиниць вимiрювання за добу;
tх.л., tх.з. – температура холодної (водоовiдної) води взимку та влiтку; при вiдсутностi даних приймається вiдповiдно 5°C i 15°C;
b– коефiцiєнт, який враховує зниження середньогодинного споживання води на ГВП в неопалювальний перiод по вiдношенню до опалювального, при вiдсутностi даних береться у вiдповiдностi зi СНиП 2.04.01-86: для адмiнiстративних будiвель рiвним 0,8 (для курортних i пiвденних мiст =1,5); для пiдприємств =1,0.
Втрати теплової енергiї рушниковисувачами визначаються за формулою:

де qрв – витрати теплової енергiї рушниковисушувачем, ккал/год;
zг – час роботи рушниковисушувача за розрахунковий перiод, год.;
К – кiлькiсть квартир, обладнаних системами ГВП.

Рiзниця в обсягах планової потреби i фактичних витрат теплової енергiї на опалення зумовлено, в першу чергу, вiдмiнностями реальних експлуатацiйних i нормативних клiматичних умов i, вiдповiдно, спожитої теплової енергiї на компенсацiю тепловтрат в будинках Qс, (за показаннями теплолiчильника або визначена розрахунком з урахуванням фактичних температур зовнiшнього повiтря протягом опалювального перiоду) та тепловтрат в трубопроводах Qт. Також, як правило, iснують вiдмiнностi в обсягах тепловтрат з витоками Qвит внаслiдок незапланованих ремонтiв, аварiйних ситуацiй, тощо. Плановi потреби в тепловiй енергiї не враховують можливу роботу тепломееж в позаштатних ситуацiях Qпш: наклад, вiдключення електроенергiї, недотримання температурного графiку, недостатня кiлькiсть палива тощо.

Витрати теплової енергiї рушниковисувачами розраховуються за формулою:

де qтр– питома витрата теплової енергiї 1 м трубопроводу, ккал/м.год ;
•lтр – довжина трубопроводу рушниковисушувача з вiдводом, м.
Загальна втрата теплової енергiї трубопроводами циркуляцiйних стоякiв Qгт довжиною li складає

де qi – питома втрата теплової енергiї 1 метром трубопроводу, ккал/год.
Qрозг визначається розрахунком згiдно з Методикою розрахунку тепловтрат розподiльчих мереж систем централiзованого теплопостання та гарячого водопостачання.
Q пшв.п. визначається як сума додаткових витрат теплової енергiї на власнi потреби (додатковий розпал котлiв) .Qв.п. i на пiдiгрiв охолодженої води в трубопроводах Qо.в..

де n – кiлькiсть зупинок;
Qнв.п. – планове (нормоване) споживання теплової енергiї на власнi потреби котельнi.
Додатковi витрати теплової енергiї на пiдiгрiв охолодженої води в трубопроводах визначається за формулою

де Vг.в. – об’єм системи ГВП, м³;
tо.в. – середня температура охолодженої води в трубопроводах системи ГВП,°С.
При вiдмiнностi фактичних умов роботи системи ГВП вiд планових кiлькiсть фактично спожитої теплової енергiї перераховується вiдповiдно до параметрiв фактичних умов роботи системи.
При переривчастому графiку подачi гаячої води виникають додатковi витрати палива на розпал котлiв, якi залежать вiд фактичного графiку подачi гарячої води споживачам якi визначають згiдно КТМ 204 України 244-94.
Методичнi рекомендацiї мiстять також роздiли по визначенню експлуатацiйних витрат теплової енергiї на потреби вентияцiї. В додатках наданi нормативнi темпетури теплоносiя при рiзних температурних режимах i приклади розрахунку.

---