ВПЛИВ ОСОБЛИВОСТЕЙ ПРОКЛАДАННЯ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЇ ТРУБОПРОВОДІВ НА ЕНЕРГОЕФЕКТИВНІСТЬ ТЕПЛОВИХ МЕРЕЖ
DOI:
https://doi.org/10.31649/2311-1429-2024-2-193-199Ключові слова:
теплопостачання, безканальне прокладання, моделювання теплових втрат, попередньоізольовані труби, енергоефективність.Анотація
Системи теплопостачання широко експлуатуються в даний час для транспортування тепла до споживачів від джерел теплової енергії. При новому будівництві і реконструкції мереж найбільш поширеними до використання є попередньо ізольовані трубопроводи: сталеві або пластикові труби у пінополіуретановій ізоляції і поліетиленовій або сталевій оболонці. Такі труби переважно прокладаються безканально і, незважаючи на досить посилену теплову ізоляцію, все одно втрачають тепло теплоносія. Труби мають стандартну економічно обґрунтовану товщину теплоізоляційного шару тому пошуки шляхів зменшення теплових втрат потрібно шукати в сфері експлуатації та монтажу трубопроводів. В залежності від способу прокладання труб визначається величина теплових втрат. У статті розглянуто способи прокладання теплових мереж з попередньо ізольованих труб, досліджено методики розрахунку теплових втрат від оболонки труби до ґрунту, наведено результати розрахунків теплових втрат в залежності від глибини закладання трубопроводів, надано основні рекомендації з позиції енергоефективності щодо особливостей прокладання теплових мереж. За результатами аналізу літературних джерел виявлено, що основний вплив на величину теплових втрат теплових мереж має вологість піску і ґрунту, в якому знаходиться труба, також важливими є взаємний вплив трубопроводів один на одного, глибина закладання та товщина теплової ізоляції. Досліджено вплив взаємного розташування трубопроводів в траншеї на величину тепловтрат. В результаті дослідження виявлено, що прокладання труб у непрохідних каналах хоча і викликає певне збільшення вартості капітальних витрат, але дозволяє зменшити питомі тепловтрати трубопроводів на 8 Вт/м в подавальному і на 7 Вт/м у зворотному трубопроводах, що пропорційно зі зменшенням теплових втрат трубопроводів шляхом зменшення температури води, але що не завжди є технічно і економічно можливим. Прокладання теплопроводів СТ/ПЕ з високотемпературним теплоносієм в непрохідних каналах (лотках) з підвищеною гідроізоляцією і піщаною подушкою є раціональним рішенням не тільки з позиції енергозбереження, але і безпеки експлуатації.
Посилання
Wenbo Jin, Feng Xiao, Baifan Zhang (2024) Heat supply pipeline detection based on temperature gradient data of shallow ground, Journal of Applied Geophysics, Volume 220.
Chuanmin Tai, Guansan Tian, Wenjun Lei (2023) A novel district heating system based on absorption heat exchange and water-heat combined supply, Case Studies in Thermal Engineering, Volume 51
Fuqiang Liu, Chongfang Song, Wuxuan Pan, Guowei Wang, Huijie Zhang, Yonggang Lei (2024) Thermal fatigue analysis of district heating pipeline under variable frequency regulation of circulating water pump, Applied Thermal Engineering, Volume 242
Ronghua Wu, Jiyou Lin, Hao Yu, Yuanyuan Sun, Long Xu, Xiaona Yu (2024) Clean energy pipeline energy storage system and its economy, Case Studies in Thermal Engineering, Volume 59.
5. Fariha Niaz, Yusuf Bicer, Luai El-Sabek, Abdulkarem I. Amhamed (2024) Thermodynamic analysis of pavement roads underground heat harvesting through water pipelines for effective management of urban heat island effect integrated to space cooling applications, Case Studies in Thermal Engineering, Volume 58.
6. Magdalena Barnetche, Luis F. González-Portillo, Javier Muñoz-Antón, Rubén Abbas, Mercedes Ibarra, Rubén Barbero, Antonio Rovira (2023) Analysis of the thermal inertia of pipelines in SHIP,
Results in Engineering, Volume 17.
7. Saleh S. Meibodi, Simon Rees, Fleur Loveridge (2024) Modeling district heating pipelines using a hybrid dynamic thermal network approach, Energy, Volume 290
8. Yongli Wang, Huanran Dong, Kaiwei Ma, Hui Wang, Jihui Zhang (2024) Multi frequency stability optimization of integrated energy systems considering virtual energy storage characteristics of heating networks, Applied Thermal Engineering, Volume 257, Part A.
9. Karp I.M. and others (2022). The state and ways of development of centralized heat supply systems in Ukraine. K.: Scientific opinion.
10. Kyzima M. O., Kotlyarova E. I. (2021) (Eds) Heat supply of large cities of Ukraine: current state and directions of modernization: col. monograph Kharkiv: FOP Liburkina.
Babak V.P., Kovtun S.I., Dekusha L.V. Ed. (2022) Metrology of heat flux measurements Institute of Engineering Termophysics of the NAS of Ukraine. Kyiv: Akademperiodyka.
Kovalko О.M, Kovalko N.M., Yevtukhova T.O., Novoseltsev O.V. (2023) Communal heat engineering: energy efficiency, structure of management, energy services Kyiv.: NAS of Ukraine, Institute of General Energy.
Capone M, Guelpa E, Verda V (2019) Optimal operation of district heating networks through demand response. Int J Thermodyn 22(1).
Hall R., O'Brien K.R., S. Kenway, F.A. Memon, (2024) Heat loss from non-circulating domestic hot water pipes increases water consumption and energy demand. Resources, Conservation and Recycling, Volume 206.
Braas, H., Jordan, U., Best, I., Orozaliev, J., Vajen, K., (2020). District heating load profiles for domestic hot water preparation with realistic simultaneity using DHWcalc and TRNSYS. Energy 201
Xingli Chen, Ling Ren, Qiang Zheng, Gang Yang, Nevzat Akkurt, Lin Liu, Zhiwei Liu, Yujie Qiang, Huachao Yang, Qian Xu, Yulong Ding Heat loss optimization and economic evaluation of a new fourth generation district heating triple pipe system Applied Thermal Engineering Volume 233
Mengke Jing, Shujie Zhang, Lisong Fu, Guoquan Cao, Rui Wang (2023), Reducing heat losses from aging district heating pipes by using cured-in-place pipe liners, Energy Volume 273.
Qian Xu, Kang Wang, Zhenwei Zou, Liqiong Zhong, Nevzat Akkurt, Junxiao Feng, Yaxuan Xiong, Jingxiao Han, Jiulong Wang, Yanping Du (2021) A new type of two-supply, one-return, triple pipe-structured heat loss model based on a low temperature district heating system Energy, Volume 218.
Mohammad Jafari (2024) An innovative tetramerous heat blade device for double pipe heat exchangers: An experimental study, Applied Thermal Engineering, Volume 257
Pauli Hiltunen, Anna Volkova, Eduard Latõšov, Kertu Lepiksaar, Sanna Syri, Transition towards (2022) university campus carbon neutrality by connecting to city district heating network, Energy Reports, Volume 8.
Eftim Popovski, Ali Aydemir, Tobias Fleiter, Daniel Bellstädt, Richard Büchele, Jan Steinbach (2019) The role and costs of large-scale heat pumps in decarbonising existing district heating networks – A case study for the city of Herten in Germany, Energy, Volume 180
Paige Wenbin Tien, Yuan Feng, Mark Worall, Serik Tokbolat, Rabah Boukhanouf, John Calautit, Jo Darkwa (2024), Potential use of district heating networks and the prospects for the advancements within urban areas of Nottingham as a case study, Energy Reports, Volume 12
Han Xu, Lu Zhang, Xuanbo Wang, Baocheng Han, Zhengyuan Luo, Bofeng Bai (2024) Improved genetic algorithm for pipe diameter optimization of an existing large-scale district heating network, Energy, Volume 304
Guang Yang, Dinghuang Xing, Hai Wang (2024) Leak localization in District Heating Networks integrating physical model-based and data driven-based methods: Impact of dataset construction on model performance, Energy, Volume 308
Amir Rafati, Hamid Reza Shaker (2024) Predictive maintenance of district heating networks: A comprehensive review of methods and challenges Thermal Science and Engineering Progress, Volume 53
DSTU-N B V.2.5-35:2007 Heat networks and hot networks water supply with use pre-insulated pipelines design guidelines installation, acceptance and operation. (2008), Ministry of regional construction of Ukraine.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 0
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
