Как рассчитать фактические тепловые потери в тепловых сетях
Главная цель данной задачи – определить реальные тепловые потери в тепловых сетях и сравнить их с нормативными значениями
В зависимости от полученного результата, обосновать необходимость (или отсутствие необходимости) проведения работ по модернизации тепловой сети с заменой трубопроводов и теплоизоляции.
В данном примере, определить тепловые потери в тепловых сетях было необходимо для государственной организации ФГУП ВНИИФТРИ, расположенной в Московской области, Солнечногорский район, городской поселок Менделеево.
В обследование включены наружный осмотр, замер температуры, тепловизионное обследование и расчет тепловых потерь в тепловых сетях Ду 400 мм, Ду 250 мм, Ду 200 мм, Ду 150мм.
Содержание
- Краткое описание тепловой сети
- Расчет – фактические тепловые потери в тепловых сетях
- Суммарные тепловые потери в тепловых сетях
- Результаты тепловизионного обследования тепловой сети
- Техническое заключение
- Приборы и средства контроля
Краткое описание тепловой сети
Для покрытия тепловых нагрузок используется производственно-отопительная котельная, основным топливом которой является природный газ.
Котельная вырабатывает
- пар на технологические нужды – круглогодично
- горячую воду на нужды отопления – в течении отопительного сезона и
- горячее водоснабжение – круглогодично.
- Проектом предусмотрена работа тепловой сети по температурному графику 98/60 град. С.
Схема подключения системы отопления – зависимая.
Тепловые сети, обеспечивающие передачу тепловой энергии на нужды отопления всего поселка и горячего водоснабжения правобережной его части, смонтированы в надземном и подземном исполнении.
Тепловая сеть разветвлённая, тупиковая.
Год ввода в эксплуатацию тепловых сетей – 1958. Строительство продолжалось до 2007 года.
Теплоизоляция выполнена
- матами из стекловаты толщиной 50 мм, с покровным слоем из рулонного материала,
- экструдированного пенополистирола типа ТЕРМОПЛЭКС толщиной 40 мм, с покрывным слоем из оцинкованного листа и вспененного полиэтилена толщиной 50 мм.
За время эксплуатации часть участков тепловой сети подвергались ремонту с заменой трубопроводов и тепловой изоляции.
Определяем фактические тепловые потери в тепловых сетях
Мы исходим из того, что тепловые потери в тепловых сетях не зависят от скорости движения воды в трубопроводе, а зависят от
- диаметра трубы,
- температуры теплоносителя,
- материала теплоизоляции и
- состояния теплоизоляция.
Стационарная теплопроводность цилиндрической стенки – описание методики расчета
Под цилиндрической стенкой понимают трубу бесконечной длины с внутренним радиусом R1 (диаметром D1) и внешним радиусом R2 (диаметром D2).
На поверхностях стенки заданы постоянные температуры t1 и t2. Перенос теплоты осуществляется только теплопроводностью, внешние поверхности изотермические (эквипотенциальные) и температурное поле изменяется только по толщине стенки трубы в направлении радиуса.
Тепловой поток, проходящий через цилиндрическую стенку единичной длины, обозначается ql и называется линейным тепловым потоком, Вт/м:
где λ – коэффициент теплопроводности исследуемого материала, Вт/(м∙К);
D1, D2 – соответственно внутренний и внешний диаметры цилиндрического слоя материала;
t1, t2 – средние температуры внутренней и внешней поверхности цилиндрического слоя материала.
Тепловой поток, Вт:
где l – длина трубы, м.
Рассмотрим теплопроводность многослойной цилиндрической стенки, состоящей из n однородных и концентричных цилиндрических слоев с постоянным коэффициентом теплопроводности и в каждом слое, температура и диаметр внутренней поверхности первого слоя равны t1 и R1, на наружной поверхности последнего n–ого слоя – tn+1 и Rn+1.
Линейный тепловой поток цилиндрической стенки ql – величина постоянная для всех слоев и направлен в сторону понижения температуры, например, от внутреннего слоя к наружному.
Записывая величину ql для каждого произвольного i–того слоя и преобразуя это уравнение, имеем
Так как теплосеть имеет три разных вида изоляции проводим расчет тепловых потерь трубопроводов для каждого вида отдельно, а также случай без изоляции трубопровода для оценки тепловых потерь на поврежденных участках теплосети.
Далее мы провели расчет тепловых потерь в тепловых сетях с разными видами теплоизоляции.
В примере, который следует, расчет тепловых потерь в тепловой сети с теплоизоляцией из вспененного полиэтилена.
Расчет потерь тепловой энергии в тепловых сетях с теплоизоляцией из вспененного полиэтилена
В примере приведены расчеты по трем участкам.
| Номер участка | Протя-женность участка, м | Назначение трубопровода | Наружный диаметр водоводов, мм | Толщина стенки, мм | Коеэф. Тепло-проводности стали, Вт/м*градус | Толщина изоляции, мм |
| 1 | 41,2 | от | 426 | 9 | 55 | 50 |
| 41,2 | от | 426 | 9 | 55 | 50 | |
| 41,2 | гв | 108 | 4 | 55 | 50 | |
| 2 | 152 | от | 426 | 9 | 55 | 50 |
| 152 | от | 426 | 9 | 55 | 50 | |
| 3 | 274,3 | от | 426 | 9 | 55 | 50 |
| 274,3 | от | 426 | 9 | 55 | 50 |
Продолжение таблицы:
| Номер участка | Коеэф. Тепло-проводности изоляции, Вт/м*градус | Температура теплоносителя, °С | Температура на поверхности заизолированной трубы, °С | Удельные теплопотери на 1 м, Вт | Общие теплопотери, Вт |
| 1 | 0,05 | 68 | 6 | 83,1 | 3 425 |
| 0,05 | 53 | 6 | 63,0 | 2 596 | |
| 0,05 | 73 | 6 | 28,9 | 1 191 | |
| 2 | 0,05 | 68 | 6 | 83,1 | 12 634 |
| 0,05 | 53 | 6 | 63,0 | 9 578 | |
| 3 | 0,05 | 68 | 6 | 83,1 | 22 800 |
| 0,05 | 53 | 6 | 63,0 | 17 284 |
Всего теплосеть состоит из 56 участков.
По итогам расчетов, общие тепловые потери в тепловых сетях с изоляцией из вспененного полиэтилена составляют 864 687 Вт, из термоплэкса 730 602 Вт, из стекловаты 864 687 Вт.
Суммарные тепловые потери в тепловых сетях
В результате обследования тепловой сети установлено, что
- 60 % трубопроводов тепловых сетей заизолировано стекловатой с 70 % износом,
- 30 % экструдированным пенополистиролом типа ТЕРМОПЛЭКС и
- 10 % вспененным полиэтиленом.
| Теплоизоляция | Общие потери тепловой энергии в тепловых сетях с учетом процента покрытия и износа, кВт | Расчет тепловых потерь в тепловых сетях с учетом процента покрытия и износа, Гкал/час |
| Стекловата | 803,589 | 0,69092 |
| ТЕРМОПЛЭКС | 219,180 | 0,18845 |
| Вспененный полиэтилен | 86,468 | 0,07434 |
| Всего: | 1109,238 | 0,95372 |
Расчет износа трубопровода
Средний возраст трубопроводов тепловой сети составляет 36,5 лет.
При обследовании в натуре было установлено, что остаточный срок службы для него принимается в 15 лет, в то время как нормативный срок службы составляет 25 лет. Износ трубопровода определяется следующим образом:
36,5/(36,5+20) х (100- 15) = 54,9115%
Посмотреть на пример обследования перед модернизацией котельной и тепловой сети.
Результаты обследования и расчета потерь тепла в тепловой сети
Общие тепловые потери в тепловых сетях с учетом процента покрытия и износа составляют 0,95372 Гкал/час.
По результатам обследования установлено что теплотрасса имеет средний износ 54,91%.
При наружном обследование установлены участки с износом или повреждениями тепловой изоляции, что подтверждается результатами тепловизионного обследования трубопроводов.
Вывод по результатам замеров и расчетам
Согласно полученных данных в ходе измерений и анализа трубопроводы системы теплоснабжения находятся в удовлетворительном техническом состоянии и пригодны для дальнейшей эксплуатации.
В дальнейшим требуется провести работы по восстановлению участков с нарушенной тепловой изоляцией.
Тепловизионное обследование тепловой сети
Расчет тепловых потерь в тепловых сетях был дополнен тепловизионным обследованием.
Тепловизионное обследование тепловой сети помогает обнаружить локальные дефекты трубопроводов и теплоизоляции для последующего ремонта или замены.
Повреждена теплоизоляция трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 59,3 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 54,5 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 56,2 °C
Повреждена теплоизоляция трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 66,3 °C
Открытые участки трубопроводов без изоляции.
Открытые участки трубопроводов без изоляции.
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем.
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 62,5 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 63,2 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 63,8 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 66,5 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 63,5 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 69,5 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 62,2 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 52,0 °C
Открытые участки трубопроводов без изоляции. Максимальная температура на открытых участках составляла 62,4 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем под воздействием окружающей среды.
Узнать про обследование систем водоснабжения.
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем под воздействием окружающей среды.
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 67,6 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 58,8 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем под воздействием окружающей среды.
Тепловизионное обследование тепловой сети
Участки объекта без дефектов, аномалий и тепловых потерь
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Тепловизионное обследование
от 15 000 руб.
Приборы и средства контроля
Контроль качества теплоизоляции конструкций выполнен с использованием термографа (тепловизора) «testo 871».
При теплотехническом обследовании дополнительно использовали следующую аппаратуру:
- термогигрометр Testo 622,
- измеритель плотности теплового потока и температуры ИТП-МГ4.03 «ПОТОК»,
- термоанемометр Testo 405.
Технические характеристики «Testo 871»
 |
Наименование СИ | Тепловизор |
| Производитель | testo 871 | |
| Марка СИ | 871 | |
| Заводской № | 1008266 | |
| № в Госреестре средств измерений | 44367-10 | |
| Технические характеристики | ||
| Размер детектора, пиксели | 240×180 | |
| Качество снимка NETD, мK | 90 | |
| Погрешность | ±2 °C или ±2% | |
| Температурный диапазон, °C | -30…+650 | |
| Рабочая температура, °C | -15 … +50 | |
| Тип зонда | инфракрасный | |
| Тип хранения изображения | съемная карта памяти SD |
Технические характеристики «Testo 622»
 |
Наименование СИ | Термогигрометр |
| Производитель | testo | |
| Марка СИ | 622 | |
| Заводской № | 39501565/005 | |
| № в госреестре средств измерений | 35319-07 | |
| Технические характеристики | ||
| Диапазон измерения | 300…1200,0 гПа | |
| Погрешность измерения влажности (при 25±5°С), % | не более ±3 | |
| Диапазон измерения температуры, °С | -10…+60 | |
| погрешность измерения температуры, °С | не более ±0,4 | |
| Размеры | 185 x 105 x 36 мм |
Технические характеристики «Testo 405»
 |
Наименование СИ | Термоанемометр |
| Производитель | testo | |
| Марка СИ | 405 | |
| Заводской № | 41518249/410 | |
| Скорость потока | ||
| Диапазон измерений | 0 … +99990 м³/ч | |
| Термоанемометр | ||
| Диапазон измерений | 0 … 5 м/с (-20 … 0 °C) 0 … 10 м/с (0 … +50°C) |
|
| Погрешность | ±(0.1 м/с + 5% от изм. знач.) (0 … +2 м/с) ±(0.3 м/с + 5% от изм. знач.) (в ост. диапазоне) |
|
| Разрешение | 0.01 м/с | |
| Измерение температуры | ||
| Диапазон измерений | -20 … +50 °C | |
| Погрешность | ±0.5 °C | |
| Разрешение | 0.1 °C | |
| Рабочая температура | 0 … +50 °C | |
| Размеры | 490 x 37 x 36 мм |
Потери электроэнергии в электрических сетях неминуемы, поэтому важно чтобы они не превышали экономически обоснованного уровня. Превышение норм технологического расхода говорит о возникших проблемах. Чтобы исправить ситуацию необходимо установить причины возникновения нецелевых затрат и выбрать способы их снижения. Собранная в статье информация описывает многие аспекты этой непростой задачи.
Виды и структура потерь
Под потерями подразумевается разница между отпущенной потребителям электроэнергией и фактически поступившей к ним. Для нормирования потерь и расчетов их фактической величины, была принята следующая классификация:
- Технологический фактор. Он напрямую зависит от характерных физических процессов, и может меняться под воздействием нагрузочной составляющей, условно-постоянных затрат, а также климатических условий.
- Расходы, затрачиваемые на эксплуатацию вспомогательного оборудования и обеспечение необходимых условий для работы техперсонала.
- Коммерческая составляющая. К данной категории относятся погрешности приборов учета, а также другие факторы, вызывающие недоучет электроэнергии.
Ниже представлен среднестатистический график потерь типовой электрокомпании.
Как видно из графика наибольшие расходы связаны с передачей по воздушным линиям (ЛЭП), это составляет около 64% от общего числа потерь. На втором месте эффект коронированния (ионизация воздуха рядом с проводами ВЛ и, как следствие, возникновение разрядных токов между ними) – 17%.
Исходя из представленного графика, можно констатировать, что наибольший процент нецелевых расходов приходится на технологический фактор.
Основные причины потерь электроэнергии
Разобравшись со структурой, перейдем к причинам, вызывающим нецелевой расход в каждой из перечисленных выше категорий. Начнем с составляющих технологического фактора:
- Нагрузочные потери, они возникают в ЛЭП, оборудовании и различных элементах электросетей. Такие расходы напрямую зависят от суммарной нагрузки. В данную составляющую входят:
- Потери в ЛЭП, они напрямую связаны с силой тока. Именно поэтому при передаче электроэнергии на большие расстояния используется принцип повышения в несколько раз, что способствует пропорциональному уменьшению тока, соответственно, и затрат.
- Расход в трансформаторах, имеющий магнитную и электрическую природу ( 1 ). В качестве примера ниже представлена таблица, в которой приводятся данные затрат на трансформаторах напряжения подстанций в сетях 10 кВ.
Нецелевой расход в других элементах не входит в данную категорию, ввиду сложностей таких расчетов и незначительного объема затрат. Для этого предусмотрена следующая составляющая.
- Категория условно-постоянных расходов. В нее входят затраты, связанные со штатной эксплуатацией электрооборудования, к таковым относятся:
- Холостая работа силовых установок.
- Затраты в оборудовании, обеспечивающем компенсацию реактивной нагрузки.
- Другие виды затрат в различных устройствах, характеристики которых не зависят от нагрузки. В качестве примера можно привестисиловую изоляцию, приборы учета в сетях 0,38 кВ, змерительные трансформаторы тока, ограничители перенапряжения и т.д.
- Климатическая составляющая. Нецелевой расход электроэнергии может быть связан с климатическими условиями характерными для той местности, где проходят ЛЭП. В сетях 6 кВ и выше от этого зависит величина тока утечки в изоляторах. В магистралях от 110 кВ большая доля затрат приходится на коронные разряды, возникновению которых способствует влажность воздуха. Помимо этого в холодное время года для нашего климата характерно такое явление, как обледенение на проводах высоковольтных линий, а также обычных ЛЭП.
Гололед на ЛЭП
Учитывая последний фактор, следует учитывать затраты электроэнергии на расплавление льда.
Расходы на поддержку работы подстанций
К данной категории отнесены затраты электрической энергии на функционирование вспомогательных устройств. Такое оборудование необходимо для нормальной эксплуатации основных узлов, отвечающих за преобразование электроэнергии и ее распределение. Фиксация затрат осуществляется приборами учета. Приведем список основных потребителей, относящихся к данной категории:
- системы вентиляции и охлаждения трансформаторного оборудования;
- отопление и вентиляция технологического помещения, а также внутренние осветительные приборы;
- освещение прилегающих к подстанциям территорий;
- зарядное оборудование АКБ;
- оперативные цепи и системы контроля и управления;
- системы обогрева наружного оборудования, например, модули управления воздушными выключателями;
- различные виды компрессорного оборудования;
- вспомогательные механизмы;
- оборудование для ремонтных работ, аппаратура связи, а также другие приспособления.
Коммерческая составляющая
Под данными затратами подразумевается сальдо между абсолютными (фактическими) и техническими потерями. В идеале такая разница должна стремиться к нулю, но на практике это не реально. В первую очередь это связано с особенностями приборов учета отпущенной электроэнергии и электросчетчиков, установленных у конечных потребителей. Речь идет о погрешности. Существует ряд конкретных мероприятий для уменьшения потерь такого вида.
К данной составляющей также относятся ошибки в счетах, выставленных потребителю и хищения электроэнергии. В первом случае подобная ситуация может возникнуть по следующим причинам:
- в договоре на поставку электроэнергии указана неполная или некорректная информация о потребителе;
- неправильно указанный тариф;
- отсутствие контроля за данными приборов учета;
- ошибки, связанные с ранее откорректированными счетами и т.д.
Что касается хищений, то эта проблема имеет место во всех странах. Как правило, такими противозаконными действиями занимаются недобросовестные бытовые потребители. Заметим, что иногда возникают инциденты и с предприятиями, но такие случаи довольно редки, поэтому не являются определяющими. Характерно, что пик хищений приходится на холодное время года, причем в тех регионах, где имеются проблемы с теплоснабжением.
Различают три способа хищения (занижения показаний прибора учета):
- Механический. Под ним подразумевается соответствующее вмешательство в работу прибора. Это может быть притормаживание вращения диска путем прямого механического воздействия, изменение положения электросчетчика, путем его наклона на 45° (для той же цели). Иногда применяется более варварский способ, а именно, срываются пломбы, и производится разбалансирование механизма. Опытный специалист моментально обнаружит механическое вмешательство.
- Электрический. Это может быть как незаконное подключение к воздушной линии путем «наброса», метод инвестирования фазы тока нагрузки, а также использование специальных приборов для его полной или частичной компенсации. Помимо этого есть варианты с шунтированием токовой цепи прибора учета или переключение фазы и нуля.
- Магнитный. При данном способе к корпусу индукционного прибора учета подносится неодимовый магнит.
Практически все современные приборы учета «обмануть» вышеописанными способами не удастся. Мало того, подобные попытки вмешательства могут быть зафиксированы устройством и занесены в память, что приведет к печальным последствиям.
Понятие норматива потерь
Под данным термином подразумевается установка экономически обоснованных критериев нецелевого расхода за определенный период. При нормировании учитываются все составляющие. Каждая из них тщательно анализируется отдельно. По итогу производятся вычисления с учетом фактического (абсолютного) уровня затрат за прошедший период и анализа различных возможностей, позволяющих реализовать выявленные резервы для снижения потерь. То есть, нормативы не статичны, а регулярно пересматриваются.
Под абсолютным уровнем затрат в данном случае подразумевается сальдо между переданной электроэнергией и техническими (относительными) потерями. Нормативы технологических потерь определяются путем соответствующих вычислений.
Кто платит за потери электричества?
Все зависит от определяющих критериев. Если речь идет о технологических факторах и расходах на поддержку работы сопутствующего оборудования, то оплата потерь закладывается в тарифы для потребителей.
Совсем по иному обстоит дело с коммерческой составляющей, при превышении заложенной нормы потерь, вся экономическая нагрузка считается расходами компании, осуществляющей отпуск электроэнергии потребителям.
Способы уменьшения потерь в электрических сетях
Снизить затраты можно путем оптимизации технической и коммерческой составляющей. В первом случае следует принять следующие меры:
- Оптимизация схемы и режима работы электросети.
- Исследование статической устойчивости и выделение мощных узлов нагрузки.
- Снижение суммарной мощности за счет реактивной составляющей. В результате доля активной мощности увеличится, что позитивно отразится на борьбе с потерями.
- Оптимизация нагрузки трансформаторов.
- Модернизация оборудования.
- Различные методы выравнивания нагрузки. Например, это можно сделать, введя многотарифную систему оплаты, в которой в часы максимальной нагрузки повышенная стоимость кВт/ч. Это позволит существенно потребление электроэнергии в определенные периоды суток, в результате фактическое напряжение не будет «проседать» ниже допустимых норм.
Уменьшить коммерческие затраты можно следующим образом:
- регулярный поиск несанкционированных подключений;
- создание или расширение подразделений, осуществляющих контроль;
- проверка показаний;
- автоматизация сбора и обработки данных.
Методика и пример расчета потерь электроэнергии
На практике применяют следующие методики для определения потерь:
- проведение оперативных вычислений;
- суточный критерий;
- вычисление средних нагрузок;
- анализ наибольших потерь передаваемой мощности в разрезе суток-часов;
- обращение к обобщенным данным.
Полную информацию по каждой из представленных выше методик, можно найти в нормативных документах.
В завершении приведем пример вычисления затрат в силовом трансформаторе TM 630-6-0,4. Формула для расчета и ее описание приведены ниже, она подходит для большинства видов подобных устройств.
Для понимания процесса следует ознакомиться с основными характеристиками TM 630-6-0,4.
Теперь переходим к расчету.
Список использованной литературы
- Ю. Железко «Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов» 2009
- Поспелов Г.Е. «Потери мощности и энергии в электрических сетях» 1981
- Шведов Г.В., Сипачева О.В., Савченко О.В. «Потери электроэнергии при ее транспорте по электрическим сетям: расчет, анализ, нормирование и снижение» 2013
- Фурсанов М.И. «Определение и анализ потерь электроэнергии в электрических сетях энергосистем» 2005
Актуальным вопросом в современной электроэнергетике являются потери электроэнергии, которые тесно переплетаются с финансовой составляющей. Это своего рода резерв получения дополнительной выгоды, повышение рентабельности производственного процесса. Попытаемся разобраться со всеми гранями этого вопроса и дать четкое представление о тонкостях потерь электроэнергии в сетях.
Что такое потери электрической энергии?
Под потерями электроэнергии в широком смысле следует понимать разницу между поступлениями в сети и фактическим потреблением (полезным отпуском). Расчет потерь предполагает определение двух величин, что выполняется через учет электрической энергии. Одни стоят непосредственно на подстанции, другие у потребителей.
Потери могут рассчитываться в относительных и абсолютных величинах. В первом случае исчисление выполняется в процентах, во втором – в киловатт-часах. Структура разделена на две основных категории по причине возникновения. Общие потери именуются фактическими и являются основой эффективности работы подразделения.
Где выполняется расчет?
Расчет потерь электроэнергии в электрических сетях выполняется по следующим направлениям:
- Для предприятий, генерирующих энергию и отдающих в сеть. Уровень зависит от технологии производства, правильности определения собственных нужд, наличия технических и коммерческих учетов. Потери генерации ложатся на коммерческие организации (включаются в стоимость) или добавляются в нормативы и фактические величины на районы или предприятия электрических сетей.
- Для высоковольтной сети. Передача на дальние расстояния сопровождается высоким уровнем потерь электроэнергии в линиях и силовом оборудовании подстанций 220/110/35/10 кВ. Рассчитывается путем определения норматива, а в более совершенных системах через приборы электронного учета и автоматизированных систем.
- Распределительные сети, где происходит разделение потерь на коммерческие и технические. Именно в этой области сложно прогнозировать уровень величины из-за фактора сложности обвязки абонентов современными системами учета. Потери при передаче электроэнергии рассчитываются по принципу поступило за минусом платы за потребленную электрическую энергию. Определение технической и коммерческой части выполняется через норматив.
Технические потери: физические причины появления и где возникают
Сущность технических потерь заключается в несовершенстве технологии и проводников, используемых в современной электроэнергетике. В процессе генерации, передачи и трансформации электроэнергии возникают физические явления, которые и создают условия утечки тока, нагрев проводников или прочие моменты. Технические потери могут возникать в следующих элементах:
- Трансформаторы. Каждый силовой трансформатор обладает двумя или тремя обмотками, посередине которого расположен сердечник. В процессе трансформации электроэнергии с большего на меньшего в этом элементе происходит нагрев, что и предполагает появление потерь.
- Линии электропередач. При транспортировке энергии на расстояния происходит утечка тока на корону для ВЛ, нагрев проводников. На расчет потерь в линии влияют следующие технические параметры: длина, сечение, удельная плотность проводника (медь или алюминий), коэффициенты потерь электроэнергии, в частности, коэффициент распределенности нагрузки, коэффициент формы графика.
- Дополнительное оборудование. К этой категории необходимо отнести технические элементы, которые участвуют в генерации, транспортировке, учете и потреблении электроэнергии. Величины для этой категории в основном постоянные или учитываются через счетчики.
Для каждого вида элементов электрической сети, для которой рассчитываются технические потери, имеется разделение на потери холостого хода и нагрузочные потери. Первые считаются постоянной величиной, вторые зависят от уровня пропуска и определяются для анализируемого периода, зачастую за месяц.
Коммерческие потери: основное направление повышения эффективности в электроэнергетике
Коммерческие потери электроэнергии считаются сложно прогнозируемой величиной, так как зависят от потребителей, от их желания обмануть предприятие или государство. Основой указанных проблем являются:
- Сезонная составляющая. В представленное понятие вкладывается недоплата физических лиц по реально отпущенной электрической энергии. К примеру, в Республике Беларусь существует 2 причины появления «сезонки» — это наличие льгот по тарифам и оплата не на 1, а на 25 число.
- Несовершенство приборов учетов и их неправильная работа. Современные технические средства для определения потребленной энергии значительно упростили задачу абонентской службе. Но электроника или неправильно налаженная система учета может подвести, что и становится причиной рост коммерческих потерь.
- Воровство, занижение показаний счетчиков коммерческими организациями. Это отдельная тема для разговора, которая предполагает различные ухищрения физических и юридических лиц по сокращению расходов на электрическую энергию. Все это сказывается на росте потерь.
Фактические потери: общий показатель
Для расчета фактических потерь необходимо сложить коммерческую и техническую составляющую. Однако реальный расчет этого показателя осуществляется по-другому, формула потерь электроэнергии следующая:
Величина потерь = (Поступления в сеть – Полезный отпуск – Перетоки в другие энергосистемы – Собственные нужды) / (Поступления в сеть – Беспотерьные – Перетоки – Собственные нужды) * 100%
Зная каждый элемент, определяют фактические потери в процентном отношении. Для вычисления требуемого параметра в абсолютных величинах необходимо выполнить расчеты только числителя.
Какие потребители считаются беспотерьными и что такое перетоки?
В представленной выше формуле используется понятие «беспотерьные», которое определяется по коммерческим приборам учета на подстанциях высокого напряжения. Предприятие или организация самостоятельно несут расходы на потери электроэнергии, которые учитываются прибором учета в точке подключения к сетям.
Что касается перетоков, то они также относятся к беспотерьным, хотя высказывание не совсем корректное. В общем понимании это электрическая энергия, которая из одной энергосистемы отправляется в другую. Учет осуществляется также с использованием приборов.
Собственные нужды и потери электрической энергии
Собственные нужды необходимо отнести к особой категории и разделу фактических потерь. Для работы электросетей требуются затраты на поддержание функционирования подстанций, расчетно-кассовых центров, административных и функциональных зданий РЭСов. Все эти величины фиксируются и отражаются в представленном параметре.
Методики расчета технических потерь на предприятиях электроэнергетики
Потери электроэнергии в электрических сетях осуществляется по двум основным методикам:
- Расчет и составление норматива потерь, что реализовывается через специальное программное обеспечение, куда закладывается информация по топологии схемы. Согласно последней определяются нормативные величины.
- Составление небалансов для каждого элемента электрических сетей. В основе этого метода лежит ежедневное, еженедельное и ежемесячное составление балансов в высоковольтной и распределительных сетях.
Каждый вариант обладает особенностями и эффективностью. Необходимо понимать, что выбор варианта зависит и от финансовой стороны вопроса.
Расчет норматива потерь
Расчет потерь электроэнергии в сетях во многих странах СНГ и Европы осуществляется с применением данной методологии. Как отмечалось выше, процесс предполагает использование специализированного софта, в котором имеются нормативные величины и топология схемы электрических сетей.
Для получения информации о технических потерях от сотрудника организации потребуется внести характеристики пропуска по фидеру активной и реактивной энергии, определить максимальные значения по активной и реактивной мощности.
Необходимо отметить, что погрешность таких моделей может доходить до 25 % только при расчете потерь электроэнергии в линии. К представленному методу следует относиться в качестве математической, примерной величине. В этом и выражается несовершенство методологии просчета технических потерь в электрических сетях.
Используемое программное обеспечение для расчета
На текущий момент существует огромное количество программного софта, который выполняет расчет норматива технических потерь. Выбор того или иного продукта зависит от стоимости обслуживания, региональности и других важных моментов. В Республике Беларусь основной программой считается DWRES.
Софт разрабатывался группой ученых и программистов Белорусского Национального Технического Университета под руководством профессора Фурсанова Н.И. Инструмент для расчета норматива потерь специфичен, обладает рядом системных достоинств и недостатков.
Для рынка России особой популярностью пользуется ПО «РПТ 3», который разрабатывался специалистами ОАО «НТЦ Электроэнергетики». Софт весьма неплохой, выполняет поставленные задачи, но также обладает рядом отрицательных сторон. Тем не менее расчет нормативных величин осуществляется в полной мере.
Составление небаланса в высоковольтных и распределительных сетях
Потери электроэнергии технического плана можно выявить через другой метод. О нем уже говорилось выше – предполагается, что все высоковольтные или распределительные сети обвязаны приборами учета. Они помогают определить величину максимально точно. Кроме этого, подобная методика обеспечивает реальную борьбу с неплательщиками, воровством и неправильное использование энергооборудования.
Следует отметить, что подобный подход, несмотря на эффективность, неприменим в современных условиях. Для этого необходимы серьезные мероприятия с большими затратами на реализацию обвязки всех потребителей электронными учетами с передачей данных (АСКУЭ).
Как сократить технические потери: способы и решения
Снизить потери в линиях, трансформаторных подстанциях помогают следующие направления:
- Правильно выбранный режим работы оборудования, загрузка мощностей влияет на нагрузочные потери. Именно поэтому диспетчер обязан выбирать и вести наиболее приемлемый режим работы. К представленному направлению важно отнести выбор точек нормального разрыва, расчеты загруженности трансформаторов и так далее.
- Замена оборудование на новое, которое обладает низкими показателями холостого хода или лучше справляются с нагрузочными потерями. Для линий электропередач предполагается замена проводов на большее сечение, использование изолированных проводников.
- Сокращение времени обслуживания оборудования, что ведет к снижению расхода энергии на собственные нужды.
Сокращение коммерческой составляющей потерь: современные возможности
Потери электроэнергии по коммерческой части предполагают использование следующих методов:
- Установка приборов учетов и систем с меньшей погрешностью. На текущий момент оптимальными считаются варианты с классом точности 0,5 S.
- Использование автоматизированных систем передачи информации, АСКУЭ, которые призваны убрать сезонные колебания. Контроль за показаниями является условием борьбы с воровством и занижением данных.
- Осуществление рейдов по проблемным адресам, которые определяются через систему балансов распределительной сети. Последнее актуально при обвязке абонентов современными учетами.
- Применение новых технологий по определению недоучета систем с трансформаторами тока. Специализированные приборы распознают коэффициент смещения тангенса вектора распределения электрической энергии.
Потери электроэнергии в электрических сетях – важный показатель, который обладает существенным потенциалом для коммерческих организаций энергетического бизнеса. Сокращение фактических потерь приводит к росту получаемой прибыли, а это влияет на рентабельность. В заключение необходимо отметить, что оптимальный уровень потерь должен составлять 3-5 % в зависимости от района.
https://arbitrmos.ru
Потери имеют место при передаче электроэнергии в каждой цепочке электросети.
Фактические (их иногда называют — отчетные) потери всегда вычисляются как разность электроэнергии, которая поступила в сеть и энергии, переданной из сети потребителям.
Эти потери имеют следующие виды, а именно потери в элементах сети, имеющие физический характер; расходование энергии на обеспечение работоспособности техники, установленной на трансформаторных и иных подстанциях и обеспечивающих передачу электроэнергии; погрешности в работе приборов учета; хищение электроэнергии и т.п.
Таким образом потери можно разделить по следующим группам:
1) технологические потери электроэнергии, которые вытекают из физических процессов в кабеле и электрооборудовании, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим сетям;
2) расходование электроэнергии на личные нужды подстанций, необходимое для обеспечения работы оборудования подстанций и работников, устанавливаемый по показаниям счетчиков, установленных на трансформаторах ;
3) инструментальные погрешности
4) коммерческие потери, обусловленные хищениями электроэнергии;
В силу закона Сетевые организации обязаны оплачивать стоимость фактических потерь электрической энергии, возникших в принадлежащих им объектах сетевого хозяйства, за вычетом стоимости потерь, учтенных в ценах (тарифах) на электрическую энергию на оптовом рынке.
При этом, размер реальных (фактических) потерь электрической энергии в электрических сетях определяется как разница между объемом электрической энергии, поставленной в электрическую сеть и объемом электрической энергии, потребленной энергопринимающими устройствами, присоединенными к этой сети.
Потребители услуг, за исключением производителей электрической энергии, обязаны оплачивать в составе тарифа за услуги по передаче электрической энергии нормативные потери, возникающие при передаче электрической энергии по сети сетевой организацией, с которой соответствующими лицами заключен договор.
Нормативы технологических потерь устанавливаются уполномоченным федеральным органом исполнительной власти в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 27 декабря 2004 года № 861 и методикой расчета нормативных технологических потерь электроэнергии в электрических сетях.
————————————————-.
Постановление Арбитражного суда Московского округа от 30.10.2019 N Ф05-14358/2019 по делу N А40-114979/2017 Требование: О взыскании стоимости фактических потерь электрической энергии, неустойки. Решение: В удовлетворении требования частично отказано, поскольку установлен факт занижения исполнителем объема полезного отпуска и увеличения стоимости фактических потерь.
Постановление Арбитражного суда Московского округа от 24.06.2019 N Ф05-5541/2019 по делу N А41-74669/2017 Требование: О взыскании: 1) Задолженности по оплате фактических потерь; 2) Неустойки. Решение: 1) В удовлетворении требования частично отказано, поскольку исполнитель-1 надлежащим образом исполнял в спорный период обязанность по определению объема потребления электрической энергии в целях определения фактических потерь электрической энергии; 2) Требование удовлетворено частично, поскольку исполнителем-1 несвоевременно произведена оплата оказанных услуг, однако установленный договором механизм оплаты оказанных услуг не предполагает иного порядка получения исполнителем-1 денежных средств, кроме как от котлодержателя, кроме того, размер неустойки снижен на основании ст. 333 ГК РФ.
Постановление Арбитражного суда Северо-Кавказского округа от 15.08.2019 N Ф08-6950/2019 по делу N А32-45413/2017 Требование: О признании недействительным решения налогового органа. Обстоятельства: Налоговый орган начислил: 1) НДС, налог на прибыль за неправомерное отнесение обществом в состав налоговых вычетов и расходов стоимости нагрузочных потерь при приобретении электроэнергии; 2) штраф по п. 1 ст. 126 НК РФ за непредставление документов. Решение: Требование удовлетворено, поскольку: 1) общество как покупатель электрической энергии обязано приобретать ее по ценам, включающим в себя стоимость нагрузочных потерь, которые теряются в процессе ее передачи, а не реализуются в дальнейшем;
Постановление Арбитражного суда Центрального округа от 22.03.2018 N Ф10-787/2018 по делу N А48-7177/2015 Требование: О взыскании задолженности по оплате коммунальных платежей, пени. Обстоятельства: Истец ссылается на наличие у ответчика задолженности по договору управления нежилым зданием. Встречное требование: О признании факта отсутствия задолженности по коммунальным услугам по договору управления, признании факта переплаты за теплоэнергию и техническое обслуживание. Решение: 1) Основное требование удовлетворено, поскольку факт наличия спорной задолженности установлен; 2) В удовлетворении встречного требования отказано, поскольку доказательств переплаты ответчиком не представлено, заявленные требования носят противоречивый характер.
Для эффективного отопления жилых и коммерческих зданий, а также помещений другого назначения необходимо обеспечить достаточное количество тепловой энергии, а для этого нужно обязательно учитывать потери тепла в трубопроводе. Для реализации данной задачи специалисты регулярно проводят расчёты потерь тепловой энергии. За основу расчётов берутся различные формулы, но наиболее часто учитывается методика, приведённая в СНиП 2.04.14 (касается тепловой изоляции трубопроводов). Формулу, описанная в указанном нормативном документе, можно использовать для любых видов трубопроводов (исключением являются сети по транспортировке жидкостей и газов с температурой ниже 0 °С).
Краткое описание тепловой сети
Для покрытия тепловых нагрузок используется производственно-отопительная котельная, основным топливом которой является природный газ.
Котельная вырабатывает
- пар на технологические нужды – круглогодично
- горячую воду на нужды отопления – в течении отопительного сезона и
- горячее водоснабжение – круглогодично.
- Проектом предусмотрена работа тепловой сети по температурному графику 98/60 град. С.
Схема подключения системы отопления – зависимая.
Тепловые сети, обеспечивающие передачу тепловой энергии на нужды отопления всего поселка и горячего водоснабжения правобережной его части, смонтированы в надземном и подземном исполнении.
Тепловая сеть разветвлённая, тупиковая.
Год ввода в эксплуатацию тепловых сетей – 1958. Строительство продолжалось до 2007 года.
Теплоизоляция выполнена
- матами из стекловаты толщиной 50 мм, с покровным слоем из рулонного материала,
- экструдированного пенополистирола типа ТЕРМОПЛЭКС толщиной 40 мм, с покрывным слоем из оцинкованного листа и вспененного полиэтилена толщиной 50 мм.
За время эксплуатации часть участков тепловой сети подвергались ремонту с заменой трубопроводов и тепловой изоляции.
Система отопления своими руками
Выполнить расчёт системы отопления частного дома без оценки теплопотерь окружающих конструкций невозможно.
В России, как правило, долгие холодные зимы, здания теряют тепло из-за перепадов температур внутри и снаружи помещений. Чем больше площадь дома, ограждающих и сквозных конструкций (кровля, окна, двери), тем большее значение теплопотерь выходит. Существенное влияние оказывает материал и толщина стен, наличие или отсутствие теплоизоляции.
Например, стены из дерева и газобетона обладают намного меньшим показателем теплопроводности, чем кирпич. Материалы с максимальными показателями теплового сопротивления используются в качестве изоляции (минеральная вата, пенополистирол).
Перед созданием отопительной системы дома, нужно тщательно продумать все организационные и технические моменты, чтобы сразу после постройки «коробки», приступить к финальной фазе строительства, а не откладывать на долгие месяцы долгожданное заселение.
Отопление в частном доме базируется на «трех слонах»:
- нагревательный элемент (котел);
- система труб;
- радиаторы.
Какой котел лучше выбрать для дома?
Котлы отопления являются главным компонентом всей системы. Именно они будут обеспечивать тепло вашего дома, поэтому к их выбору нужно относиться особенно внимательно. По типу питания их подразделяют на:
- электрические;
- твердотопливные;
- жидкотопливные;
- газовые.
Каждый из них имеет ряд существенных преимуществ и недостатков.
- Электрические котлы не завоевали большой популярности, в первую очередь из-за достаточно большой стоимости и дороговизне в обслуживании. Тарифы на электроэнергию оставляют желать лучшего, есть вероятность разрыва линий электропередач, в результате которого ваш дом может остаться без отопления.
- Твердотопливные котлы часто используются в глухих деревнях и поселках, где нет централизованных коммуникационных сетей. Они нагревают воду за счет дров, брикетов и угля. Важным недостатком является необходимость постоянного контроля горючего, в случае, если топливо прогорит, и вы не успеете пополнить запасы, дом перестанет отапливаться. В современных моделях эта проблема решена, за счет автоматического податчика, но цена таких устройств намного выше.
- Жидкотопливные котлы, в подавляющем большинстве случаев, работают на дизельном топливе. Они обладают отличной производительностью из-за высокого КПД горючего, но большая цена на сырье и потребность резервуаров с дизелем, ограничивает многих покупателей.
- Самым оптимальным решением для загородного дома являются газовые котлы. Из-за небольшого размера, низкой цены на газ и высокой теплоотдачи они завоевали доверие большей части населения.
Определяем фактические тепловые потери в тепловых сетях
Мы исходим из того, что тепловые потери в тепловых сетях не зависят от скорости движения воды в трубопроводе, а зависят от
- диаметра трубы,
- температуры теплоносителя,
- материала теплоизоляции и
- состояния теплоизоляция.
Стационарная теплопроводность цилиндрической стенки – описание методики расчета
Под цилиндрической стенкой понимают трубу бесконечной длины с внутренним радиусом R1 (диаметром D1) и внешним радиусом R2 (диаметром D2).
На поверхностях стенки заданы постоянные температуры t1 и t2. Перенос теплоты осуществляется только теплопроводностью, внешние поверхности изотермические (эквипотенциальные) и температурное поле изменяется только по толщине стенки трубы в направлении радиуса.
Тепловой поток, проходящий через цилиндрическую стенку единичной длины, обозначается ql и называется линейным тепловым потоком, Вт/м:
где λ – коэффициент теплопроводности исследуемого материала, Вт/(м∙К);
D1, D2 – соответственно внутренний и внешний диаметры цилиндрического слоя материала;
t1, t2 – средние температуры внутренней и внешней поверхности цилиндрического слоя материала.
Тепловой поток, Вт:
где l – длина трубы, м.
Рассмотрим теплопроводность многослойной цилиндрической стенки, состоящей из n однородных и концентричных цилиндрических слоев с постоянным коэффициентом теплопроводности и в каждом слое, температура и диаметр внутренней поверхности первого слоя равны t1 и R1, на наружной поверхности последнего n–ого слоя – tn+1 и Rn+1.
Линейный тепловой поток цилиндрической стенки ql – величина постоянная для всех слоев и направлен в сторону понижения температуры, например, от внутреннего слоя к наружному.
Записывая величину ql для каждого произвольного i–того слоя и преобразуя это уравнение, имеем
Так как теплосеть имеет три разных вида изоляции проводим расчет тепловых потерь трубопроводов для каждого вида отдельно, а также случай без изоляции трубопровода для оценки тепловых потерь на поврежденных участках теплосети.
Далее мы провели расчет тепловых потерь в тепловых сетях с разными видами теплоизоляции.
В примере, который следует, расчет тепловых потерь в тепловой сети с теплоизоляцией из вспененного полиэтилена.
Расчет в Excel теплоотдачи трубы.
Для выполнения расчетов необходимо ввести в таблицу MS Excel исходные данные. Их – 13. Это — физические параметры теплоносителя (воды), температура окружающего воздуха, геометрические размеры трубы и слоя теплоизоляции, теплопроводность материалов и степень черноты наружных поверхностей трубы и изоляции.
В ячейках результатов автоматически выводится значение мощности тепловой отдачи трубы в Ваттах для четырёх вариантов, и температура остывания воды в градусах Цельсия за время движения по заданному участку трубопровода.
Все 22 пользовательские функции, задействованные в этой расчетной программе Excel, записаны каждая в своем Module в папке Modules. Доступ к папке — в Редакторе Visual Basic.
Расчет потерь тепловой энергии в тепловых сетях с теплоизоляцией из вспененного полиэтилена
В примере приведены расчеты по трем участкам.
| Номер участка | Протя-женность участка, м | Назначение трубопровода | Наружный диаметр водоводов, мм | Толщина стенки, мм | Коеэф. Тепло-проводности стали, Вт/м*градус | Толщина изоляции, мм |
| 1 | 41,2 | от | 426 | 9 | 55 | 50 |
| 41,2 | от | 426 | 9 | 55 | 50 | |
| 41,2 | гв | 108 | 4 | 55 | 50 | |
| 2 | 152 | от | 426 | 9 | 55 | 50 |
| 152 | от | 426 | 9 | 55 | 50 | |
| 3 | 274,3 | от | 426 | 9 | 55 | 50 |
| 274,3 | от | 426 | 9 | 55 | 50 |
Продолжение таблицы:
| Номер участка | Коеэф. Тепло-проводности изоляции, Вт/м*градус | Температура теплоносителя, °С | Температура на поверхности заизолированной трубы, °С | Удельные теплопотери на 1 м, Вт | Общие теплопотери, Вт |
| 1 | 0,05 | 68 | 6 | 83,1 | 3 425 |
| 0,05 | 53 | 6 | 63,0 | 2 596 | |
| 0,05 | 73 | 6 | 28,9 | 1 191 | |
| 2 | 0,05 | 68 | 6 | 83,1 | 12 634 |
| 0,05 | 53 | 6 | 63,0 | 9 578 | |
| 3 | 0,05 | 68 | 6 | 83,1 | 22 800 |
| 0,05 | 53 | 6 | 63,0 | 17 284 |
Всего теплосеть состоит из 56 участков.
По итогам расчетов, общие тепловые потери в тепловых сетях с изоляцией из вспененного полиэтилена составляют 864 687 Вт, из термоплэкса 730 602 Вт, из стекловаты 864 687 Вт.
Для каких систем нужен расчёт?
Коэффициент теплоотдачи считается для тёплого пола. Всё реже эта система делается из стальных труб, но если в качестве теплоносителей выбраны изделия из этого материала, то произвести расчёт необходимо. Змеевик – ещё одна система, при монтаже которой необходимо учесть коэффициент отдачи тепла.
Радиатор из стальных труб
Регистры – представлены в виде толстых труб, соединённых перемычками. Теплоотдача 1 метра такой конструкции в среднем – 550 Вт. Диаметр же колеблется в пределах от 32 до 219 мм. Сваривается конструкция так, чтобы не было взаимного подогрева элементов. Тогда теплоотдача увеличивается. Если грамотно собрать регистры, то можно получить хороший прибор обогрева помещения – надёжный и долговечный.
Суммарные тепловые потери в тепловых сетях
В результате обследования тепловой сети установлено, что
- 60 % трубопроводов тепловых сетей заизолировано стекловатой с 70 % износом,
- 30 % экструдированным пенополистиролом типа ТЕРМОПЛЭКС и
- 10 % вспененным полиэтиленом.
| Теплоизоляция | Общие потери тепловой энергии в тепловых сетях с учетом процента покрытия и износа, кВт | Расчет тепловых потерь в тепловых сетях с учетом процента покрытия и износа, Гкал/час |
| Стекловата | 803,589 | 0,69092 |
| ТЕРМОПЛЭКС | 219,180 | 0,18845 |
| Вспененный полиэтилен | 86,468 | 0,07434 |
| Всего: | 1109,238 | 0,95372 |
Способы снижения тепловых потерь
Помимо расчётов, также важно спланировать и принимать меры по снижению потерь тепла в трубопроводах. Для этих целей можно выполнять такие задачи:
- периодически проверять состояние трубопроводов;
- периодически осушать каналы;
- менять ветхие и часто повреждаемые участки труб;
- прочищать дренажи;
- наносить / восстанавливать антикоррозионное, тепло- и гидроизоляционное покрытие;
- повышать pH транспортируемой воды;
- обеспечить качественную водоподготовку подпиточной жидкости;
- организовать электрохимзащиту трубопровода;
- восстанавливать гидроизоляцию на стыках между плитами перекрытия;
- обеспечить вентиляцию каналов;
- устанавливать сильфонные компенсаторы;
- применять улучшенную трубную сталь и неметаллические трубопроводы;
- в реальном времени определять фактические потери тепла с помощью устройств учёта тепловой энергии;
- усилить надзор при аварийно-восстановительных работах;
- использовать для теплоснабжения потребителей не центральные, а индивидуальные тепловые точки.
Расчет износа трубопровода
Средний возраст трубопроводов тепловой сети составляет 36,5 лет.
При обследовании в натуре было установлено, что остаточный срок службы для него принимается в 15 лет, в то время как нормативный срок службы составляет 25 лет. Износ трубопровода определяется следующим образом:
36,5/(36,5+20) х (100- 15) = 54,9115%
Посмотреть на пример обследования перед модернизацией котельной и тепловой сети.
Тепловизионное обследование тепловой сети
Расчет тепловых потерь в тепловых сетях был дополнен тепловизионным обследованием.
Тепловизионное обследование тепловой сети помогает обнаружить локальные дефекты трубопроводов и теплоизоляции для последующего ремонта или замены.
Повреждена теплоизоляция трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 59,3 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 54,5 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 56,2 °C
Повреждена теплоизоляция трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 66,3 °C
Открытые участки трубопроводов без изоляции.
Открытые участки трубопроводов без изоляции.
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем.
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 62,5 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 63,2 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 63,8 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 66,5 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 63,5 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 69,5 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 62,2 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 52,0 °C
Открытые участки трубопроводов без изоляции. Максимальная температура на открытых участках составляла 62,4 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем под воздействием окружающей среды.
Узнать про обследование систем водоснабжения.
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем под воздействием окружающей среды.
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 67,6 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем. Максимальная температура на открытых участках составляла 58,8 °C
Частичное разрушение теплоизоляции трубопроводов с теплоносителем под воздействием окружающей среды.
Тепловизионное обследование тепловой сети
Участки объекта без дефектов, аномалий и тепловых потерь
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Трубопроводы полностью заизолированы, тепловые потери соответствуют нормативным потерям.
Тепловизионное обследование от 15 000 руб.
Узнать подробно
Приборы и средства контроля
Контроль качества теплоизоляции конструкций выполнен с использованием термографа (тепловизора) «testo 871».
При теплотехническом обследовании дополнительно использовали следующую аппаратуру:
- термогигрометр Testo 622,
- измеритель плотности теплового потока и температуры ИТП-МГ4.03 «ПОТОК»,
- термоанемометр Testo 405.
Технические характеристики «Testo 871»
| Наименование СИ | Тепловизор | |
| Производитель | testo 871 | |
| Марка СИ | 871 | |
| Заводской № | 1008266 | |
| № в Госреестре средств измерений | 44367-10 | |
| Технические характеристики | ||
| Размер детектора, пиксели | 240×180 | |
| Качество снимка NETD, мK | 90 | |
| Погрешность | ±2 °C или ±2% | |
| Температурный диапазон, °C | -30…+650 | |
| Рабочая температура, °C | -15 … +50 | |
| Тип зонда | инфракрасный | |
| Тип хранения изображения | съемная карта памяти SD |
Технические характеристики «Testo 622»
| Наименование СИ | Термогигрометр | |
| Производитель | testo | |
| Марка СИ | 622 | |
| Заводской № | 39501565/005 | |
| № в госреестре средств измерений | 35319-07 | |
| Технические характеристики | ||
| Диапазон измерения | 300…1200,0 гПа | |
| Погрешность измерения влажности (при 25±5°С), % | не более ±3 | |
| Диапазон измерения температуры, °С | -10…+60 | |
| погрешность измерения температуры, °С | не более ±0,4 | |
| Размеры | 185 x 105 x 36 мм |
Технические характеристики «Testo 405»
| Наименование СИ | Термоанемометр | |
| Производитель | testo | |
| Марка СИ | 405 | |
| Заводской № | 41518249/410 | |
| Скорость потока | ||
| Диапазон измерений | 0 … +99990 м³/ч | |
| Термоанемометр | ||
| Диапазон измерений | 0 … 5 м/с (-20 … 0 °C) 0 … 10 м/с (0 … +50°C) | |
| Погрешность | ±(0.1 м/с + 5% от изм. знач.) (0 … +2 м/с) ±(0.3 м/с + 5% от изм. знач.) (в ост. диапазоне) | |
| Разрешение | 0.01 м/с | |
| Измерение температуры | ||
| Диапазон измерений | -20 … +50 °C | |
| Погрешность | ±0.5 °C | |
| Разрешение | 0.1 °C | |
| Рабочая температура | 0 … +50 °C | |
| Размеры | 490 x 37 x 36 мм |
Как увеличить теплоотдачу?
Благодаря имеющемуся соотношению объема трубы к площади ее поверхности, достаточно часто возникает необходимость увеличить ее способность отдавать тепло. Это требуется для наиболее эффективного отопления помещений.
О том, как увеличить теплоотдачу трубы, известно уже давно, на практике применяли и применяют следующие способы.
Пример эффективного увеличения теплоотдачи – конвектор, применявшийся в системах отопления
Неплохой результат дает и окраска излучающих тепло поверхностей матовой черной краской. Конечно это не слишком хороший вариант с точки зрения дизайнера, но он существенно повышает инфракрасное излучение прибора.
Обеспечить более высокую теплоотдачу системы отопления можно было путем увеличения площади поверхности нагревательных элементов.
Раньше это достигалось несколькими способами:
- Увеличение длины труб. Простой пример – обычный полотенцесушитель, коэффициент теплоотдачи трубы, конечно, не меняется, более эффективный обогрев получали именно за счет увеличения длины.
- Еще один способ повышения эффективности отопления — применение регистров. Они представляют собой несколько параллельных линий труб, отдача тепла и в этом случае достигалась за счет увеличения рабочей площади устройства. Конечно, сравнивать теплоотдачу регистра и современных отопительных приборов нельзя, но в недавнем прошлом подобная конструкция во многих случаях становилась единственно возможной.
Существенное увеличение длины греющих элементов позволяет получить эффективное отопление.
Сейчас для монтажа систем водяного теплого пола, в основном, применяют металлопластик и другие виды полимерных труб.
При использовании металлопластиковых труб не стоит забывать о том, что не следует замуровывать в стяжку фитинги, особенно компрессионные. Лучше всего, если вся линия будет проложена целой трубой.
В связи с тем, что теплоотдача трубы стальной все-таки ограничена, все чаще стали применяться другие материалы, например алюминий. Радиаторы из него обладают высоким коэффициентом теплоотдачи.