Китаев Дмитрий Николаевич, кандидат технических наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела
ул. 20-летия Октября, д. 84, г. Воронеж 394006, Российская Федерация
Dmitry N. Kitaev, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor of Heat and Gas Supply and Oil and Gas Business Department
84, 20 Anniversary of October str., Voronezh 394006, Russian Federation
Бохан Анна Руслановна, аспирант кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела
ул. 20-летия Октября, д. 84, г. Воронеж 394006, Российская Федерация
Anna R. Bokhan, Post-Graduate Student, Heat and Gas Supply and Oil and Gas Engineering Department
84, 20 Anniversary of October str., Voronezh 394006, Russian Federation
Цель исследования. Для населенных пунктов, расположенных в криолитозоне на территории РФ, получить значения среднегодовых температур воды в тепловых сетях централизованных систем теплоснабжения отдельно для подающей и обратной магистрали при использовании проектных температур воды в диапазоне от 95 до 150°С с учетом современных климатических данных и показателей используемых отопительных приборов.
Методы. Для достижения поставленных целей использовались методы центрального качественного регулирования нагрузки потребителя тепловой энергии, основанные на уравнении теплового баланса. Для нахождения температур в точке излома температурного графика использовались численные методы решения уравнений. Для получения уравнения зависимости среднегодовой температуры воды в подающей магистрали тепловой сети использовались методы теории приближения функций алгебраическими полиномами. Для кластеризации населенных пунктов по критерию нахождения в криолитозоне и возможности использования централизованного теплоснабжения использовались методы анализа и синтеза.
Результаты. Получены среднегодовые значения температур воды для подающей и обратной магистралей тепловых сетей при использовании графиков центрального качественного регулирования с проектными температурами от 95 до 150°С с учетом значений среднемесячных наружных температур воздуха для населенных пунктов криолитозоны Российской Федерации.
Заключение. Рекомендуемые современными нормативами значения годовых температур воды для подающей магистрали тепловых сетей могут существенно отличаться от расчетных значений, полученных с учетом проектных температур воды, климатических характеристик района проектирования, особенностей организации закрытой системы теплоснабжения с целью обеспечения нормативных температур горячего водоснабжения. Получено квадратное уравнение, позволяющее с высокой точностью рассчитать проектную годовую температуру теплоносителя для подающего трубопровода в зависимости от реализуемого в системе теплоснабжения температурного графика для населенных пунктов, расположенных на территории криолитозоны.
Purpose of research. For settlements located in the permafrost zone on the territory of the Russian Federation, obtain the values of average annual water temperatures in heating networks of centralized heating systems separately for the supply and return mains using design water temperatures in the range from 95 to 150 ° C, taking into account modern climatic data and the indicators of the heating systems used devices.
Methods. To achieve the set goals, methods of central high-quality regulation of the load of the thermal energy consumer were used, based on the heat balance equation. To find the temperatures at the break point of the temperature graph, numerical methods for solving equations were used. To obtain an equation for the dependence of the average annual water temperature in the supply main of the heating network, methods of the theory of approximation of functions by algebraic polynomials were used. To cluster settlements according to the criterion of being in the permafrost zone and the possibility of using centralized heat supply, methods of analysis and synthesis were used.
Results. Average annual water temperatures for the supply and return lines of heating networks were obtained using central quality control schedules with design temperatures from 95 to 150°C, taking into account the values of average monthly outdoor air temperatures for settlements in the permafrost zone of the Russian Federation.
Conclusion. The values of annual water temperatures recommended by modern standards for the supply main of heating networks may differ significantly from the calculated values obtained taking into account the design water temperatures, climatic characteristics of the design area, and features of the organization of a closed heat supply system in order to ensure standard hot water supply temperatures. A quadratic equation has been obtained that makes it possible to calculate with high accuracy the design annual temperature of the coolant for the supply pipeline depending on the temperature schedule implemented in the heat supply system for settlements located in the permafrost zone.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.