Скорочення тепловтрат систем теплопостачання шляхом оптимізації їх геометричних моделей при проектуванні

Анотація

При прогнозуванні рівня ефективності функціонування системи теплопостачання, що проектується, необхідно визначити її основні техніко-економічні показники. Для цього потрібно проаналізувати весь життєвий цикл даної системи, а саме: процеси її проектування, монтажу, експлуатації та демонтажу. На сьогоднішній день у більшості крупних міст Україні функціонують системи централізованого теплопостачання. Обладнання й інженерні мережі цих систем здебільшого є застарілими, а деякі фрагменти потребують систематичного ремонту або навіть повної заміни, в залежності від того, який із цих заходів є економічно більш виправданими. В будь-якому випадку, відновлення початкових (або достатніх для ефективного функціонування) показників інженерних систем потребує чималих капіталовкладень та трудовитрат співробітників обслуговуючих їх житлово-комунальних підприємств та будівельно-монтажних організацій. Відтак, чим більш компактними й менш протяжними є мережі теплопостачання, тим меншою стає ймовірність їх передчасної відмови й тим меншими є затрати на їх обслуговування, пов’язане з фізичним зносом окремих ділянок, обладнання та системи у цілому. Окрім того, скорочення протяжності системи трубопроводів дає можливість знизити вартість будівельних матеріалів і будівельно-монтажних робіт. При цьому вартість проектування також стає меншою. Однак, не менш вагоме значення мають і показники втрат теплової енергії у трубопроводах системи теплопостачання в процесі експлуатування. Величина цих втрат значною мірою залежить від температури теплоносія, способу прокладання трубопроводів та їх діаметрів (або інших параметрів форми перерізів), але найбільше від довжин відповідних ділянок системи. Вочевидь, протяжність теплових мереж є одним із ключових факторів, що визначають загальну економічність системи теплопостачання, проте рівень її нергоефективності має формуватися також із урахуванням показників питомих тепловтрат. В даній публікації приведено аналіз чинників, що мають формувати загальні принципи оптимізації системи теплопостачання, а також запропоновано математичні основи визначення геометричних параметрів цієї системи з урахуванням зазначених чинників.