Существующее законодательство о потребителях тепловой энергии

• Гражданский кодекс не дает определений теплоснабжающей организации и потребителя, но из смысла п. 1 ст. 539 вытекает, что абонентом (потребителем) может быть лицо (юридическое или физическое) покупающие тепловую энергию от теплоснабжающей организации через присоединенную тепловую сеть. Причем, расположенные вместе понятия «абонент» и «потребитель» рассматриваются как равно допустимые и, даже, как синонимы, т.к. далее по тексту используется только слово «абонент». В соответствии с этой статьей, договоры теплоснабжения раньше заключались между теплоснабжающими и жилищно-эксплуатационными организациями, обслуживающими многоквартирные жилые дома.

Как правило ЖКО были муниципальными предприятиями, уполномоченными собственником выполнять функции наймодателя жилых помещений. По ст. 676 ГК наймодатель обязан осуществлять надлежащую эксплуатацию жилого дома, предоставлять или обеспечивать предоставление нанимателю за плату необходимых коммунальных услуг. Перечень коммунальных услуг определен общероссийским классификатором, и к ним относятся в частности услуги отопления, услуги горячего водоснабжения, услуги вентиляции и кондиционирования. Таким образом, жилищно-эксплуатационные организации обязаны были выполнять вышеперечисленные услуги для жителей, закупая для их выполнения тепловую энергию у теплоснабжающих организаций по договору теплоснабжения.

• Ситуация кардинально изменилась в 1995 году, как из-за начавшейся приватизации жилого фонда, так и вследствие принятия 41 ФЗ «О государственном регулировании тарифов на электрическую и тепловую энергию». В этом законе потребителем было определено физическое или юридическое лицо, осуществляющие пользование тепловой энергией (мощностью).

Понятие «пользование» относится к одному из основных правомочий собственника и заключается в праве потребления своего имущества. Так как ЖЭО тепловую энергию сами не потребляют, то под потребителем во многих случаях стали понимать жителей отдельных квартир.

Скорей всего авторы не подразумевали столь далеких последствий и использовали этот термин применительно к регулированию тарифов, но оговорка сделана не была и заработала статья 548 ГК, определяющая, что статьи 539-547 ГК регулирующие энергоснабжение применяются к отношениям связанным со снабжением тепловой энергией, если иное не определено законом или иным правовыми актами. Таким образом, этой статьей дается приоритет в регулировании теплоснабжения другим законодательным актам перед ГК.

В условиях массовых неплатежей многие теплоснабжающие предприятия воспользовались предоставленной возможностью, и пошли на прямые платежи от населения. Дальнейшее введение всякого рода расчетно-кассовых центров ситуацию в принципе не изменило, а только упорядочило финансовые потоки.

• Окончательно зафиксировало признание жителя потребителем тепловой энергии принятие в 2003 году 35 ФЗ «Об электроэнергетике», определившего потребителем тепловой энергии лицо, приобретающее тепловую энергию для собственных бытовых или производственных нужд.

Понятно, что такое определение было принято, чтобы узаконить сложившуюся практику прямого сбора энергоснабжающими предприятиями платежей с населения за электроэнергию. Но парадокс в том, что по электроэнергии в ГК отсутствует норма, отдающая приоритет в регулировании договорных отношений другим законам и, соответственно, в отношении потребителей электрической энергии определение их в законе об электроэнергетике юридически не верно. В отношении же потребителей тепловой энергии оно наоборот имеет приоритет, уточняя определение в 41 ФЗ.

Противоречия в законодательстве

Арбитражная и судебная практика по теплоснабжению многоквартирных жилых домов настолько противоречива, что однозначно можно сказать о несовершенстве действующего законодательства.

• Все по привычке относят договорные отношения между теплоснабжающими организациями и жителями к договорам энергоснабжения считающимися заключенными согласно п.1. ст. 540 ГК с момента первого фактического подключения жителя к присоединенной сети. Но жители непосредственно не присоединены к сетям теплоснабжающей организации, соответственно договор энергоснабжения заключаться не может. Обыкновенный же договор купли-продажи теплоснабжающие организации на условиях ст. 540 ГК заключать не могут, т.е. необходимы персональные договоры с жителями каждой квартиры.
• Согласно ст. 539 ГК потребитель по договору энергоснабжения обязан обеспечить безопасность эксплуатации и исправность используемых им приборов и оборудования, связанных с потреблением тепловой энергии, но согласно ст. 50.51 жилищного кодекса и 676 ГК за это отвечает жилищно-эксплуатационная организация.

Согласно ст. 539 ГК потребитель обязан согласовать предусмотренный договором режим потребления тепловой энергии, но по п.3. ст. 541 ГК, когда потребителем по договору энергоснабжения выступает гражданин, он освобождается от ограничений по количеству используемой энергии.

• При заключении договоров купли-продажи между ТСО и гражданами возникает необходимость заключения договора между ТСО и ЖЭО на оказание услуг по передаче тепловой энергии по внутридомовым сетям до потребителя. Выполнение таких услуг подразумевает лицензирование деятельности (согласно 17 ФЗ лицензируется прием, передача и распределение тепловой энергии) и государственное регулирование тарифов за оказание этой услуги (согласно 41 ФЗ и 226 Постановлению Правительства в систему регулируемых тарифов применимых для расчетов за тепловую энергию входит плата за услуги по передаче тепловой энергии).
• Изменение понятия потребителя не отменило действие других требований главы ГК «Энергоснабжение»:
• п. 2 ст. 539 требует организовать учет потребления энергии абонентом (потребителем), т.е. по уровню потребления конкретной квартиры, а не по среднему потреблению во всем доме на 1 м2 или на 1 проживающего, даже если среднее потребление рассчитывается по домовым приборам учета.
• этим же пунктом определяется, что договор энергоснабжения заключается при наличии у абонента (потребителя) отвечающего установленным техническим требованиям энергопринимающего устройства, но, согласно закона «Об основах федеральной жилищной политики» сантехническое и иное оборудование, предназначенное для обслуживания более одного помещения, является общим имуществом кондоминиума и находится в общей долевой собственности.
• в п. 2 ст. 543 определено, что когда абонентом по договору энергоснабжения выступает гражданин, обязанность обеспечить надлежащее техническое состояние и безопасность сетей, а так же исправность приборов учета возлагается на теплоснабжающую организацию, т.е. в этом случае она обязана обслуживать внутридомовые системы.

• Фактически договоры между ТСО и жителями не существуют. Объем платежей определяется различными схемами договоренности с администрациями, а ответственность прописывается в договорах энергоснабжения между ТСО и ЖЭО, которые в отсутствие реальной купли-продажи фактически являются ничтожными.
• Житель в такой ситуации оказывается практически без прав. Договора у него нет ни с кем. Кто за что отвечает непонятно. Судиться может быть и можно, но экономические последствия мизерны. На жалобы в теплоснабжающих организациях отвечают, что у них все в порядке и проблемы в доме, а диспетчер ЖЭО выяснив, что ничего не течет, объясняет, что режимы теплоснабжения регулирует ТСО и т.д. В платежах просчитывается плата за отопление м2, хотя фактически это плата за поставку нерасшифрованного количества Гигакалорий без гарантий теплового комфорта. Плата за ГВС фактически также оказывается платой за неясное количество Гигакалорий, потраченных на нагрев горячей воды. Сама же горячая вода оплачивается как холодная вода.
• Согласно «Правилам пользования системами коммунального водоснабжения в РФ», утвержденным постановлением Правительства РФ № 167, от 12.02.99 г. абонентами определены юридические лица, т.е. для многоквартирных домов - ЖЭО. Ст. 11 этих правил определяет, что отпуск питьевой воды осуществляется на основании договора энергоснабжения, заключаемого абонентом с организацией водопроводно-канализационного хозяйства.
• Получается, что ЖЭО не осуществляют оказание услуг по горячему водоснабжению, а только распределяют между жителями холодную воду, тепловую энергию, на нагрев которой жители покупают самостоятельно, получая ее с нагретой холодной водой как с теплоносителем. Абсурдность ситуации состоит еще в том, что объем холодной воды, использованной для получения горячей нужно определять по приборам учета, установленным на вводах в дом или ЦТП, а объем тепловой энергии, использованной на нагрев этой воды, по нормативам или по приборам учета тепловой энергии, установленным в квартирах. Даже, если удастся согласовать в качестве этих приборов водосчетчики, непонятно, что делать с разницей, образующейся в доме за счет сетевых потерь или проще - хищений? Кто ее будет компенсировать?
• В Постановлении Правительства РФ от 25.08.03 г. № 522 «О федеральных стандартах оплаты жилья и коммунальных услуг на 2004 год» определены стандарты предельной стоимости жилищно-коммунальных услуг на 1 м2 общей площади жилья, включая услуги водоснабжения, горячего водоснабжения, отопления. Методикой определения федеральных стандартов предусмотрен учет в составе услуг, предоставляемых ЖЭО, затрат на закупку питьевой воды и тепловой энергии.

В итоге, в такой экономической системе нет ни рыночного покупателя тепловой энергии, ни организации, отвечающей за тепловой комфорт в квартирах.

Последствия отсутствия рыночного покупателя тепловой энергии (мощности) и теплоносителя

• Отсутствует главная движущая сила любого рынка - контроль покупателя и экономическая ответственность перед ним.
• Отсутствуют экономические стимулы к соблюдению параметров качества теплоснабжения (температурный режим; физические, химические, санитарно-гигиенические характеристики теплоносителя). Результат - повсеместное невыдерживание нормативной температуры теплоносителя, коррозия и накипь во внутренних системах зданий.
• Реальное энергосбережение отсутствует.
• Приборы учета тепловой энергии в муниципальных жилых зданиях практически отсутствуют, хотя в точно таких же, но кооперативных дома они давно установлены.
• Экономическая ответственность за отключение теплоснабжения в лучшем случае сводится к исключению оплаты на срок отключения. В немалой степени это оправдывает низкую надежность, хотя удельные затраты на транспорт тепла в России самые высокие в мире, а тепловые сети (по году замены труб) - самые новые.
• Процент сбора платежей населения очень низок, так как организация, приближенная к жителям конкретного дома и экономически заинтересованная в сборах отсутствует, а теплоснабжающая организация технически не может отключить конкретную квартиру.

В итоге неплатежами оправдывается все что угодно, о качестве все забывают навсегда и одинаково страдают все - и те, кто платит и те, кто не платит. Т.о. житель многоквартирного дома, исправно оплачивающий все выставляемые счета за непонятные ему товары и услуги не получает теоретически ожидаемого и постепенно приучается радоваться тому, что отопление не отключили совсем.

Последствия отсутствия организации, отвечающей перед жителем за тепловой комфорт в квартирах

• Жителю со своими проблемами не к кому обратиться. Согласно ст. 542 он теоретически может обратиться в суд общей юрисдикции с иском к ТСО по качеству тепловой энергии, но доказательств при отсутствии записывающих приборов предоставить не сможет.
• Не выполняются даже неполные требования «Правил по эксплуатации жилого фонда» предписывающие необходимость регулировки вентиляции при изменении скорости ветра и температуры наружного воздуха; периодического контроля квартир; постоячной и поэтажной наладки; контроля и постоянного утепления подъездов, чердаков, подвалов и т.д. Нет смысла даже говорить о таких тонких материях как учет и анализ потребления тепловой энергии; определение причин повышенных расходов и их устранение; энергосбережение во всех возможных проявлениях, в том числе и за счет окупаемых кредитов; просвещение населения и т.д.
• Энергосберегающее оборудование, приборы учета тепловой энергии требуют дополнительных затрат на их обслуживание. Отсутствие экономического механизма позволяющего компенсировать эти затраты за счет уменьшения потребления тепловой энергии приводит к тому, что это оборудование эксплуатируется на чрезвычайно низком техническом уровне, а когда наконец-то ломается, всем становится только легче. Таких примеров не счесть. В то же время, все говорят об энергосбережении, сводя его к необходимости выделения дополнительных бюджетных средств.

Реально существующие сегодня жилищно-эксплутационные организации заинтересованы только в отсутствии жалоб, а это достигается за счет обеспечения комфортных условий в самых холодных квартирах при увеличении циркуляции теплоносителя во всем здании, т.е. с массовыми перетопами в теплую погоду и соответствующими потерями энергии и средств.

Сравнение тепловой и электрической энергии

Много лет на теплоснабжение автоматически переносятся нормы, разрабатываемые для электроэнергетики. Необходимо осознать, что тепловая и электрическая энергия - товары имеющие принципиальные различия, особенно при использовании их в многоквартирных жилых домах.

• В электроснабжении отсутствует товар, аналогичный по свойствам теплоносителю.
• Понятие мощности потребления в электроэнергетике позволяет прямо измерять эту мощность в любой момент времени. В теплоснабжении приходится содержать огромные резервные мощности на теплоисточниках для прохождения зимнего максимума, поэтому текущую мощность теплопотребления для ее оценки приходится пересчитывать на расчетную температуру наружного воздуха.
• Объем потребления электрической энергии зависит только от пожеланий жителей, а потребление тепловой энергии зависит также от расположения квартиры, качества утепления дома, регулировки вентиляции.
• Качество электрической энергии редко регулируется на уровне дома. Часто применяются только регуляторы напряжения в квартирах. Качество тепловой энергии, определяемое через качество теплоносителя обязательно должно регулироваться на уровне дома. При отсутствии такого регулирования, жители начинают разрушать единую систему теплообеспечения здания, увеличивая площадь отопительных приборов, или сливая воду из них.
• Отсутствие контроля химических и бактериологических характеристик теплоносителя приводит к накипи и коррозии труб и т.д.
• Принципиально различаются возможности приборного учета.

Счетчики электрической энергии установлены практически повсеместно. Из-за дешевизны -простейшие их типы, не позволяющие жителям осуществлять контроль качества и, соответственно, предъявлять претензии. Главное, что они признаны коммерческими.
Установка коммерческих приборов учета тепловой энергии в каждой квартире практически не реальна из-за дороговизны. К тому же, добавляются проблемы доступа для обслуживания; контроля хищений энергии и теплоносителя; разнесение затрат на отопление внеквартирных помещений; пассивного отопления за счет соседей и т.д.
Различные типы распределителей дешевле, но их применение в российских условиях не элитных домов не позволяет обеспечить даже заявленную погрешность в 15%, и они не являются коммерческими приборами.

Несколько проще с водосчетчиками, они относительно дешевы, могут применяться в коммерческих расчетах, но также не лишены недостатков. В первую очередь, это простота изменения (фальсификации) показаний (леской, магнитом, пылесосом, отбором через фильтр, заменой ГВС на воду из батарей). Отсутствует возможность учета расхода тепла на полотенцесушители.

Водосчетчики не позволяют осуществлять контроль температуры горячей воды и исключать из оплаты слив воды при недостаточности ее температуры.

В коммерческих расчетах за тепловую энергию, используемую на нагрев горячей воды приходится использовать температуру холодной воды, измеряемой на вводе дома, ЦТП или даже на теплоисточнике, в зависимости от типа системы теплоснабжения.

Приходится признать, что массовая организация поквартирного коммерческого учета в российских многоквартирных жилых домах, имеющих преимущественно однотрубную разводку, в обозримом будущем не реальна. Применение же простейших приборов не позволяет жителям быть полноправными рыночными покупателями с возможностью контроля качества покупаемого товара и правами на штрафные санкции за повышенную жесткость сетевой воды, несоблюдение температурного графика, некачественную консервацию системы в летний период, несоответствие санитарным нормам горячей воды и т.д.

И последнее. Хотя и осталось выражение «платить за свет», жители покупают не свет, а электрическую энергию. Этот товар им понятен и они самостоятельно используют его в различных приборах и устройствах. Когда электроэнергия используется для отопления электрическими радиаторами никому не придет в голову вызывать электрика с жалобой недостаточную температуру воздуха.

При отсутствии приборов учета в квартирах жители не воспринимают тепловую энергию как товар. Их интересует результат использования этой энергии, то, что они могут измерить - тепловой комфорт, измеряемый термометром и стоимость этого комфорта, измеряемая рублями.

Тепловая энергия используется в многоквартирных домах только для нагрева воздуха и горячего водоснабжения.

Тепловой комфорт это уже не тепловая энергия, это не товар, который можно куда-то дальше продать, это услуга, имеющая конкуренцию только со стороны закаливания и теплой одежды.

Обеспечить сами себе качественно эту услугу жители отдельных квартир не в состоянии. На качество теплового комфорта, включающего кроме температуры воздуха еще много параметров, влияет не только качество работы теплоснабжающих предприятий, но и качество содержания конструктивных элементов здания, регулировка вентиляции, наладка по стокам и этажам и т.д. Осуществление этой услуги при наличии индивидуального теплового пункта подразумевает покупку водопроводной воды, электрической энергии и тепловой энергии из централизованной системы теплоснабжения. В то же время, при применении рекуператоров вентиляционных выбросов, можно обеспечить тепловой комфорт вообще без покупки тепловой энергии до температуры наружного воздуха +8 ОС.

Услуги по обеспечению теплового комфорта

Основное отличие услуги по обеспечению теплового комфорта от услуги по отоплению - наличие конкретного результата понятного каждому жителю. Система отопления здания может работать очень хорошо, а в квартирах будет холодно. С другой стороны можно ли признать хорошей работу системы отопления, если в квартирах тепло, но это обеспечивается за счет избыточного теплопотребления?

В нормативных документах отсутствует понятие услуги по обеспечению теплового комфорта. Нет практики оказания таких услуг, соответственно нет и организаций экономически ответственных перед жителями за качество воздушной среды в квартирах.
Введение в практику таких услуг не потребует никаких дополнительных средств, т.к. это единственная услуга из всего перечня жилищно-коммунальных услуг, позволяющая исполнителю получить существенный дополнительный выход не за счет увеличения платежей населения, а за счет экономии энергоресурсов. Реальная окупаемость инвестиций за счет экономии в многоквартирных жилых домах возможна только по проектам уменьшения теплопотребления.

Рынок этих услуг для российских условий практически вечен, он не зависит от вида потребляемой энергии (газ, электроэнергия, тепловая энергия) и типа теплоисточника (ЦТ, крышные котельные, квартирные котлы, тепловые насосы и т.д.). Надо только создать экономический механизм, позволяющий предприятиям, оказывающим эти услуги, зарабатывать в запутанной системе дотаций, субсидий и льгот. Это организационное решение позволит получить экономический эффект больший, чем от всех действующих программ энергосбережения вместе взятых.

Может ли оказывать услуги по обеспечению теплового комфорта и горячего водоснабжения теплоснабжающая организация?

Может, но участвуя в конкурсе наравне с другими организациями и предлагая лучшие условия. Реально это возможно там, где нет конкуренции, т.е. в небольших удаленных поселках, по отдельному договору с товариществами собственников жилья или с администрациями.

В крупных поселениях теплоснабжающие организации не конкурентоспособны:

• лучшие условия могут предложить организации эксплуатирующие дом в комплексе, имеющие реальный возможность обеспечить тепловой комфорт не за счет увеличения потребления, а за счет снижения потерь.
• понятно, что ТСО не могут объективно контролировать сами себя и будут скрывать информацию, а энергосбережение не выгодно ТСО, т.к. уменьшает объем продаж.
• абсурдны ситуации продажи продавцом товара самому себе.

Даже в сегодняшних условиях неурегулированности экономических отношений, наиболее тяжелая ситуация наблюдается там, где теплоснабжение осуществляют комплексные предприятия ЖКХ имеющие в своем составе котельные.

Зарубежный опыт и возможности в России

Практически повсеместно, кроме нескольких стран СНГ, покупателями тепловой энергии в многоквартирных жилых домах являются юридические лица. чаще всего это кооперативы, товарищества, кондоминимумы либо владельцы зданий. Для муниципальных зданий управляющую компанию назначает муниципалитет.

В некоторых бывших социалистических странах пуск тепла в начале отопительного сезона осуществляется только при наличии юридического лица, уполномоченного подписать договор.

Активная административная работа позволила за 1-2 года повсеместно создать организации, представляющие коллективные интересы жителей и автоматически решить проблемы полноты платежей, учета тепловой энергии, распределения разницы между показаниями домовых водосчетчиков и суммой показаний квартирных, стимулирования энергосбережения.

Жители каждого дома через принятую ими процедуру определения коллективного мнения, сами решают свои проблемы.

Например, во многих ТСЖ Таллинна порядок и объем финансирования энергосберегающих проектов определяется общим собранием ответственных представителей от каждой квартиры. На собрании должно присутствовать не менее 50% представителей, в противном случае назначается следующее собрание, решения которого обязательны при присутствии более 3-х представителей от собственников квартир. Невыполнение решений собрания позволяет включить судебную процедуру продажи квартиры с выплатой задолженности и выдачей оставшейся суммы бывшему владельцу. Система бюджетной помощи максимально персонифицирована.

Повсеместный результат - стабилизация тарифов на тепловую энергию и снижение объемов ее потребления.

Часто приходится слышать: «На Западе другой народ, другие традиции», но ведь в российских кооперативных домах, без всяких государственных программ также давно установлены приборы учета.

Совсем необязательно откладывать применение эффективных экономических схем до полной приватизации квартир и создания товариществ. Необходимо обеспечить выполнение ст.5 Закона «Об основах федеральной жилищной политики»: «Граждане, неправительственные, общественные организации и иные добровольные объединения нанимателей, арендаторов и собственников жилых помещений в домах всех форм собственности имеют право участвовать в управлении жилищным фондом по месту жительства с целью защиты своих экономических и социальных прав и интересов, участвовать в выборе эксплуатационных и ремонтных организаций» . Т.о. жители могут объединяться для решения любого конкретного вопроса без создания юридического лица, например, на общем собрании и определяться с организацией, представляющей их коллективные интересы по договору энергосбережения.

В.Г. Семенов, главный редактор, «Новости теплоснабжения»
«Новости теплоснабжения», № 2 (42), февраль, 2004, www.ntsn.ru

Тема 4. Потребители тепловой энергии.

Систем теплоснабжения

Эффективность внедрения автономных

Критическая ситуация с обеспечением энергоресурсами, увеличением цен на их приобретение до мировых требует незамедлительных мер по активному внедрению энерго- и ресурсосберегающих технологий на уровне государственной политики.

Одним из направлений, позволяющих решить эту проблему, является децентрализация теплоснабжения путем внедрения систем автономного теплоснабжения (САТ), эффективность которых подтверждена многолетним опытом эксплуатации их во многих европейских странах.

Под САТ принято понимать система отопления и горячего водоснабжения с источником тепла, расположенным на отапливаемом объекте (на крыше или в чердачном пространстве), или в непосредственной близости от него.

Значительный экономический эффект от внедрения САТ перед централизованным теплоснабжением достигается за счёт следующих факторов:

Отсутствие капитальных затрат на строительство здания котельной и приобретение дорогостоящего инженерного оборудования;

Отсутствие значительных капитальных затрат на строительство, эксплуатацию и устранение аварийных ситуаций многокилометровых теплотрасс, срок службы которых не превышает 10-12 лет вместо нормативных 25 лет;

Отсутствие теплопотерь и затрат энергии на транспортирование теплоносителя по тепловым сетям;

Отсутствие многочисленного персонала для обслуживания котельных теплосœетей и сооружений на них.

Украина является первой из постсоветских государств, в разработке новых нормативов ʼʼкрышныхʼʼ котельных установок. В 1993 г в ᴦ. Белая Церковь была смонтирована на 9-ти этажном жилом доме первая ʼʼкрышнаяʼʼ котельная в Украинœе. Анализ работы котельной за 10 лет показал, что обустройство дома автономным источником позволит обеспечить качественное отопление дома, при этом сэкономив до 35 % газа, 75 % электроэнергии, 50 % эксплуатационных затрат по сравнению с действующим централизованным теплоснабжением.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что принято называть системой теплоснабжения?

2. Какие задачи стоят перед теплоснабжением?

3. Назовите источники тепловой энергии.

4. Как классифицируются системы теплоснабжения исходя из источника теплоснабжения.

5. Проведите сравнительную характеристику различных источников теплоснабжения.

Вопросы темы:

1. Потребители тепла.

2. Классификация потребителœей тепла.

3. Неравномерность потребления тепловой энергии.

На теплоснабжение зданий расходуется около 40 % всœего добываемого в стране топлива. В жилых и общественных зданиях тепловая энергия затрачивается на обеспечение комфортных условий пребывания людей в помещениях, соответствующих современному уровню развития техники теплоснабжения, а также на коммунально-бытовые и санитарно-гигиенические цели. В промышленных зданиях тепловая энергия, кроме того, необходима по условиям технологии для обеспечения требуемого теплового режима при изготовлении отдельных видов продукции и проведения ряда производственных операций.

Учитывая зависимость отрода теплопотребления всœе потребители делятся на коммунально-бытовые и технологические. К ним относятся потребители тепловой энергии для целœей отопления и вентиляции зданий, а также для подогрева воды на санитарно-гигиенические и бытовые цели. Инженерными устройствами, распределяющими тепловую энергию в зданиях, являются системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения и теплотехническое оборудование, крайне важно е по технологии производства продукции.

Система отопления обеспечивает заданный тепловой режим в помещениях в холодное время года путем компенсации теплопотерь через наружные ограждающие конструкции здания.

Система вентиляции создает требуемую чистоту воздуха в рабочей зоне производственных зданий, необходимый воздушный и тепловой режим в общественных зданиях путем соответствующей организации воздухообмена в помещениях.

Система кондиционирования воздуха применяется для создания в помещениях микроклимата͵ удовлетворяющего повышенным санитарно-гигиеническим или технологическим требованиям, путем обеспечения строго заданных температуры, влажности, подвижности и чистоты воздуха в рабочей зоне.

Система горячего водоснабжения предназначена для подогрева и транспортирования воды к местам водоразбора на хозяйственно-бытовые или производственные нужды.

Технологическое теплотехническое оборудование является потребителœем тепловой энергии в виде подогретой воды или водяного пара и включает как специальные теплопроводы, так и теплообменные аппараты, а иногда и электрокотлы.

Каждое устройство обеспечивает один из видов теплопотребления и имеет свой режим работы, который определяется расходом тепловой энергии в течение заданного промежутка времени, к примеру, одного часа рабочей смены, суток, месяца, сезона или года.

По расходу тепловой энергии в течение часа всœе потребители делятся на равномерно потребляющие (отопление, вентиляция) и неравномерно потребляющие (подогрев воды, технологические нужды).

По продолжительности непрерывного использования тепловой энергии в течение определœенного периода года всœе потребители объединяются в две основные группы: с сезонным потреблением (отопление, вентиляция) и с годовым потреблением (подогрев воды, технологические нужды). Режим работы сезонных потребителœей зависит от климатических условий (наружной температуры t н и влажности воздуха, скорости и направления ветра) и характеризуется неравномерностью теплопотребления как в течение отопительного сезона, так и в течение каждого месяца. У годовых потребителœей при сравнительно постоянном расходе теплоты в течение сезона, месяца и недели режим работы резко изменяется не только по часам суток, но и по дням недели.

Совместное действие потребителœей с различными режимами их работы предъявляет определœенные требования к виду, количеству и потенциалу теплоносителя, циркулирующего в наружных теплопроводах. Выбор рационального варианта схемы теплоснабжения объекта производится по суммарной тепловой нагрузке отдельных инженерных устройств всœех зданий и технологических потребителœей. Тепловую нагрузку, или потребность в тепловой энергии, обычно рассчитывают в характерные промежутки времени: час, сутки, месяц, сезон или год, причем расчетным расходом теплоты является часовой.

По расчетному расходу выбирают тип источника тепловой энергии, мощность теплоподготовительного оборудования и диаметры трубопровода. Учитывая зависимость отизменения тепловой потребности в течение суток, месяца, сезона и года разрабатывают соответствующие режимы отпуска тепловой энергии – эксплуатационные режимы работы теплоснабжающих устройств. При этом учитывают концентрацию тепловых потребителœей, удаленность потребителœей от теплоисточников, геометрическую высоту зданий и рельеф местности.

Месячный, сезонный и годовой расходы тепловой энергии используют в технико-экономических расчетах при сравнении вариантов систем теплоснабжения. Расходы тепловой энергии на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение принимают по типовым или индивидуальным проектам соответствующих зданий и сооружений. Расход тепловой энергии на производственные процессы учитывают по технологическим проектам данных производств. При отсутствии проектов расчетный расход теплоты определяется раздельно для каждого потребителя. Расчетный расход тепловой энергии здания квартала, города включает расход на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и на технологические нужды.

Учитывая зависимость оттребований, предъявляемых к надежности и качеству теплоснабжения, а также к виду и параметрам теплоносителя, системы централизованного теплоснабжения подразделяются:

а) по виду транспортируемого теплоносителя – паровые, водяные и смешанные;

б) по числу параллельно проложенных теплопроводов – одно-, двух-, трех- и многотрубные;

в) по использованию теплоносителя в системах горячего водоснабжения и технологических потребителœей – закрытые (замкнутые) и открытые (разомкнутые).

Водяные двух- и четырехтрубные системы применяют для теплоснабжения жилых и общественных зданий. Двухтрубные системы бывают как закрытыми, так и открытыми, как правило, с местными тепловыми подстанциями. Четырехтрубные системы, как правило, закрытые, причем до центральной тепловой подстанции тепловые сети выполняют двухтрубными, после ЦТП до здания – четырехтрубными. Режим работы двухтрубных тепловых сетей устанавливается из условия обеспечения тепловой энергией всœех потребителœей. В четырехтрубных сетях к двум магистралям (подающей и обратной) подсоединяют системы отопления и к двум (подающей и циркуляционной) – системы горячего водоснабжения.

Для теплоснабжения промышленных предприятий применяются системы всœех типов: паровые одно- и многотрубные, водяные, как правило, трехтрубные, в которых первый трубопровод – подающей для отопления и вентиляции, второй – подающий с постоянной температурой теплоносителя в течение года для горячего водоснабжения и производственных нужд, а третий – обратный общий.

В закрытой системе теплоснабжения система горячего водоснабжения и другие потребители присоединœены к тепловым сетям через теплообменные аппараты, в которых подогревается водопроводная вода (или воздух), поступающая на водоразбор.
Размещено на реф.рф
Теплоноситель в этой системе отдает часть тепловой энергии и полностью возвращается к источнику.

В открытой системе теплоснабжения вода, предназначенная для горячего водоснабжения и технологических нужд, забирается непосредственно из тепловой сети. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в этой системе используется не только тепловая энергия теплоносителя, но и собственно теплоноситель. Часть теплоносителя, не использованная у потребителœей (в системах отопления и вентиляции), возвращается в котельную.

Однотрубные системы как водяные, так и паровые являются только открытыми. В них теплоноситель полностью используется у потребителя, удовлетворяя последовательно всœе тепловые нужды. При максимальных температуре воды или давлении пара теплоноситель отдает часть теплоты в системах отопления и вентиляции и, кроме того, используется для горячего водоснабжения и технологических нужд. При однотрубных системах требуются меньшие капитальные вложения на строительство тепловых сетей. С повышением потенциала теплоносителя, к примеру, при давлении пара более 1,1 МПа и температуре воды до 180 – 200 0 С экономичность их возрастает.

Для теплоснабжения городов и жилых посœелков наибольшее распространение получили водяные двухтрубные (открытые и закрытые) системы теплоснабжения.

В открытых системах значительно упрощаются узлы присоединœения систем горячего водоснабжения к тепловым сетям, упрощается схема автоматизации, а главное обеспечивается длительная эксплуатационная надежность трубопроводов системы горячего водоснабжения. Поступление в них воды, прошедшей умягчение и дегазацию в котельной, исключает коррозию внутренней поверхности стенок труб. К недостаткам этой системы следует отнести возможную повышенную цветность воды, особенно при присоединœении радиаторных систем отопления к тепловым сетям по зависимой схеме, а также в случае ремонта тепловых вводов.

В закрытых системах водопроводная вода, подогреваемая в теплообменных аппаратах и поступающая в систему горячего водоснабжения, как правило, не подвергается химической обработке, крайне важно сложное и дорогостоящее оборудование, требующее высококвалифицированного обслуживания и занимающее много места. По этой причине трубопроводы системы горячего водоснабжения подвержены коррозии из-за наличия в водопроводной воде кислорода и углекислоты. В них часто появляются свищи, а в водоподогревателях на стенках труб, по которым проходит водопроводная вода, откладывается накипь, резко снижающая эффективность и приводящая к быстрому выходу их из строя. При водоснабжении объекта из артезианских скважин, когда вода имеет повышенное содержание солей жесткости по сравнению с водой из открытых водоемов, очистка водоподогревателœей от накипи требуется через каждые четыре – шесть месяцев.

Вопросы для самоконтроля:

1. Как классифицируются потребители тепла?

2. Назовите потребителœей тепла.

3. В чем заключается неравномерность потребления тепловой энергии?

4. Как выбирается выбор варианта схемы теплоснабжения.

Библиографический список:

1. И.И. Павлов, М.Н. Федоров ʼʼКотельные установки и тепловые сетиʼʼ, с. 150-165, 179-190.

2. Ю.Д. Сибикин “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха”, М, 2004, стр.
Размещено на реф.рф
8

Тема 4. Потребители тепловой энергии. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Тема 4. Потребители тепловой энергии." 2017, 2018.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

Лекция №1

СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Потребители тепловой энергии

Виды теплоносителей:

процессов, непригоден для ГВС

Расхода теплоты на отопление, вентиляцию,

ГВС и технологические нужды

Расход теплоты на отопление.

Тепловые потери жилых и общественных помещений компенсируются теплом, вносимым системой отопления, подсчет потерь теплоты зданий, необходимый для определения теплопроизводительности систем отопления, не сложен.

В тех случаях, когда необходимо знать приближенно значение потери теплоты зданием в целом, задача решается путем определения тепловой характеристики здания, потери теплоты здания определяется:

Q О = q о. V H (t вн – t н), кВт (1)

где: V H – наружный строительный объем здания, м 3 ;

q о – удельная отопительная характеристика здания Вт / (м 3 * к)

t вн – внутренняя температура

t н – внутренняя температура для отопления

Удельная характеристика q о представляет собой потери теплоты в 1м 3 здания в единицу времени при разности внутренней и наружной температуры.

Отопительные характеристики жилых зданий, Вт / (м 3 * к), можно посчитать по эмпирической формуле:

q о = , Вт /(м 3. к) (2)

где: а – постоянный коэффициент.

Для кирпичных зданий с толщиной стен в 2,5 кирпича 2-м остеклением окон, а = 1,9, для крупноблочных зданий 2,3-2,6.

Формула справедлива для климатических районов t н = 30 о С

Для зданий, расположенных в других климатических районах.

q о = (1,3 + 0,01 t вн) q о, Вт /(м 3. к) (3)

где: t н – температура от -30 о С.

Более точно теплопотери помещения можно подсчитать пользуясь предложенным профессором Н.С.Ермолаевым:

q о = a . , Вт /(м 3. к) (4)

где: а = 1,06-1,08 – коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери вертикаль-

ными ограждениями из-за обдувания ветром

Р – периметр стен здания, м;

S – площадь пола здания, м 2 ;

Коэффициент остекления стен;

к с m , к ос m , к по m , к пол – коэффициенты теплопередачи стен, остекления, потолка, пола. Вт/(м 3. к);

n nom , n no л – поправочные коэффициенты на расчетный период температур пола, потолка;

Н – высота здания.

Расход тепла на вентиляцию.

Основная задача вентиляции – создать в помещении воздухообмен, при котором загрязненный вредными выделениями воздух удаляется и заменяется чистым.

Расход тепла на вентиляцию равен:

Q в = q в V (t в – t н), кВт (5)

q в – удельный расход теплоты на вентиляцию к Вт / (м 3 * к),

q в = m . C v , Вт / (м 3. к) (6)

где: m – краткость обмена воздуха в помещении;

Справочные значения;

V n –объем вентилируемого помещения м 3 ;

V в – расход вентилируемого воздуха, м 3 /с;

С v – объемная теплоемкость воздуха.

Расход тепла на ГВС.

а) жилых зданий

б) в общественных зданиях и коммунальных предприятиях

в) промышленных зданий

Особенностью данного вида потребителя является непосредственное использование горячей воды. В открытых системах используют горячую воду, полученную непосредственно путем нагрева водопроводной воды в поверхностных подогревателях.

Расход на ГВС:

Q гв = а. m . c (t г – t х), кВт (7)

где: а – норма расхода горячей воды в литрах при температуре 65 0 С на жителя

в сутки или на единицу измерения;

m – количество жителей в здании или количество единиц измерений отне-

сенное к суткам;

с – теплоемкость воды кДж/(кг. к) 4,19 кДж/(кг. к);

t г – температура горячей воды не должна превышать +75 о С, min t не ниже

t х – температура холодной воды: зимой + 5 о С, летом +15 о С.

Для проектирования и эксплуатации систем теплоснабжения необходимо знать расчетный часовой расход тепла на ГВС, который представляет собой расход теплоты за 1ч максимальной нагрузки.

а) для жилых зданий расчетные расходы ГВС:

Q , кВт (8)

где: R – коэффициент часовой неравномерности потребления ГВС в зависимости от

количества жителей;

m – количество жителей.

б) для бань, прачечных и общественных предприятий.

Q = m . a (t г – t х) , кВт (9)

где: m – пропускная способность в час.

m = 2,2 . N . Р

где: N – количество посадочных мест;

Р – количество посадок в час (обычно 2-3 посадки).

Вентиляция.

Основная задача вентиляции – создать в помещении воздухообмен, при котором загрязненный вредными выделениями воздух удаляется и заменяется чистым, свежим, что обеспечивает необходимые гигиенические условия.

Потребителями теплоты в отопительный период являются приточные системы вентиляции, подающие в помещение наружный воздух. Теплопотребление на вентиляцию жилых зданий невелико; оно составляет не более 10% расхода теплоты на отопление и обычно учитывается величиной удельной теплопотери здания q о.

В зданиях, где расположены коммунальные предприятия, общественно-культурные учреждения, в цехах промпредприятий, расход теплоты на вентиляцию составляет значительную долю общего теплопотребления.

Расход теплоты на вентиляцию Q в, кВт, можно определить по формуле:

Q в = V в с в (t пр – t нач), кВт (10)

где: V в - расход вентиляционного воздуха, м 3 /с;

с в - объемная теплоемкость воздуха, равная 1,26 кДж/(м 3. К);

t пр и t нач -температуры воздуха -приточного, подаваемого в помещение и пе

ред калорифером, о С.

Расход вентиляционного воздуха определяют по количеству вредных выделений в помещении:

При газовыделениях:

V в = , м 3 /с (11)

При влаговыделениях:

V в = , м 3 /с (12)

где: V в -расход вентиляционного воздуха, м 3 /с;

V г - газовыделения в помещении, л/с;

W - влаговыделения в помещении, кг/с;

Плотность воздуха кг/м 3 ;

d в d пр - влагосодержание удаленного и приточного воздуха кг/кг;

k о -концентрация газов в приточном воздухе, л/м 3 ;

k д -предельно допустимая концентрация газа в удаленном воздухе, л/м 3 .

В приближенных расчетах величину К в определяют по кратности обмена воздуха в помещении

где: V n -объем вентилируемого помещения, м 3 ;

V в = m . V n , м 3

Значения кратности обмена m приводятся в справочной литературе. Для общеобменной приточной вентиляции можно принимать, что температура воздуха, подаваемого в помещение, равна усредненной внутренней температуре, t пр = t в и температура воздуха перед калорифером соответствует температуре наружного воздуха, t нач =t н.

Следовательно, можно записать:

Q в = m . V n . с u . (t в - t в), кВт (13)

С другой стороны, расход теплоты на вентиляцию равен:

Q в = q в. V . (t в - t в), кВт (14)

где: V – наружный объем здания, м 3 ;

q в – удельный расход теплоты на вентиляцию, кВт/(м 3. К).

q в =m . с u , кВт/(м 3. К) (15)

Кратность обмена воздуха m, а следовательно, и величина удельной вентиляционной характеристики здания q в зависит от назначения помещения и определяется СНиП.

Для конкретного здания расход теплоты на вентиляцию зависит только от наружной температуры. Следовательно, график Q о = f(t н) может быть построен по двум точкам:

1. t н = t вн; Q в = 0

2. t н = t нв; Q в = Q в макс

Ведет к некоторому снижению качества вентиляции помещения при низких наружных температурах. Поэтому при вентиляции ряда производственных помещений с вредны

Рисунок 2- Часовой график вентиляционной нагрузки

Из графика на рис.2 видно, что по мере понижения наружной температуры расход теплоты не вентиляцию увеличивается и достигает максимального значения при t н = t вн, а затем остается постоянным за счет рециркуляции части воздуха. Безусловно, рециркуляция ми выделениями рециркуляция не допускается. В этом случае расчет вентиляционной установки ведется по расчетной наружной температуре для отопления. Характер суточного графика расхода теплоты на вентиляцию зависит от режима работы вентилируемого помещения, т.е. от того, используется ли оно круглосуточно или только часть суток. График продолжительности вентиляционной нагрузки строится так же, как и для отопительной нагрузки.

Горячее водоснабжение.

Горячая вода используется для хозяйственно-бытовых целей:

а) в жилых зданиях (умывальники, ванны и души);

б) в общественных зданиях и коммунальных предприятиях (детские ясли и сады, школы, спортивные базы, бани, прачечные, больницы, столовые и т.д.);

в) в промышленных зданиях (души, умывальники, столовые и т.д.).

Особенностью данного вида потребителя является непосредственное использование горячей воды. В так называемых открытых системах потребители используют непосредственно сетевую воду, поступающую от источника теплоснабжения (ТЭЦ, котельной) В закрытых системах на разбор используется вторичная горячая вода, полученная непосредственно у потребителя путем нагрева водопроводной воды в поверхностных подогревателях. В этом случае охлажденная сетевая вода возвращается обратно к источнику теплоснабжения. Практически применяются и открытые и закрытые системы теплоснабжения; об области применения каждой из них будет сказано дальше. При проектировании и эксплуатации систем горячего водоснабжения необходимо учитывать, что горячая вода, подаваемая на хозяйственно-бытовые нужды, должна, как и питьевая вода, удовлетворять требованиям ГОСТ 2874-73. Вода питьевая.

Среднесуточный расход теплоты на бытовое горячее водоснабжение жилых, общественных и промышленных зданий или группы однотипных зданий определяется по формуле:

Q гв = a . m . c . (t г -t х) , кДж (16)

где: Q гв - расход теплоты, кДж/сут;

а -норма расхода горячей воды в литрах (кг) при температуре 65 о С на жителя

в сутки или на единицу измерения (1 обед, 1 кг сухого белья, 1 посетитель и

т.д.),принимается согласно СНиП П-34-76 (табл.1);

m - количество жителей в здании или количество единиц измерений, отнесенное к суткам

(кг белья, обедов, посетителей, учащихся и т.д.);

с - теплоемкость воды, кДж/(кг-К);

t х – температура холодной (водопроводной) воды, при отсутствии точных данных прини

мают: зимой t х = +5 о С, летом t х = +15 о С;

t г -температура горячей воды в соответствии с п.3.7 СНиП 11-34-76, максимальная темпе-

ратура воды в водонагревателях систем горячего водоснабжения не должна превышать

75 о С, а минимальная температура воды в точках водоразбора не должна быть ниже 50 о С;

расчетной величииной является t г = 55 о С.

Для проектирования и эксплуатации систем теплоснабжения необходимо знать расчетный часовой расход теплоты на горячее водоснабжение, который представляет собой расход теплоты за 1 ч максимальной нагрузки в предвыходные дни.

Таблица 1- Расчетные нормы потребления горячей воды и теплоты на горячее водоснабжение

Примечание. Нормы для прачечных приведены из расчета 1 кг белья.

Расчетные расходы теплоты на горячее водоснабжение, Вт, можно определить по следующим формулам:

а) для жилых зданий:

Q , (17)

где k – коэффициент часовой неравномерности потребления горячей воды в соответствии с табл.10-4; m – число жителей.

б) для бань, прачечных и предприятий общественного питания.

При наличии баков-аккумуляторов необходимо число часов их зарядки в смену или в сутки. Суточные графики горячего водоснабжения в зависимости от конкретных местных условий имеют самый разнообразный характер.

Таблица-2 Значение коэффициента k часовой неравномерности потребления горячей воды в жилых зданиях

Это определяется тем, что расход теплоты на горячее водоснабжение зависит не от одного, а от нескольких разнообразных факторов, таких как состав населения, планировка квартир и степень оборудования их ваннами и душами, режим работы промышленных предприятий и коммунально-бытовых предприятий (бани, прачечные, столовые) и т.д.

В жилых зданиях расход горячей воды обычно резко возрастает в вечерние часы, а на промышленных предприятиях – в конце рабочих смен. Большая неравномерность суточного графика приводит к значительному удорожанию как абонентских схем горячего водоснабжения, так и всей системы теплоснабжения, так как расчет приходится вести на максимальную (расчетную) часовую нагрузку, которая является, как правило, непродолжительной (1,5-2ч). Расчетную нагрузку можно уменьшить путем установки аккумуляторов теплоты.

Лекция №2

Лекция №3

ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Лкция №4

Лекция №5

Лекция №6

Пьезометрический график

К водяным тепловым сетям присоединены отопительные си­стемы зданий различного назначения, калориферные установки вентиляционных систем, системы горячего водоснабжения. Зда­ния могут быть расположены в разных точках рельефа мест­ности, отличающихся геодезическими отметками, и иметь различную высоту. Системы отопления зданий могут быть рассчи­таны на работу с различными температурами воды. В этих слу­чаях важно заранее определять давления или напоры в любой точке сети

График напоров строится для определения давлений в лю­бой точке сети и систем потребителей теплоты с целью проверки соответствия предельных давлений прочности элементов систем теплоснабжения. По графику напоров выбираются схемы при­соединений потребителей к тепловой сети и подбирается обо­рудование тепловых сетей (сетевые и подпиточные насосы, ав­томатические регуляторы давления, устанавливаемые на трубо­проводах). График строится при двух режимах работы системы теплоснабжения - статическом и динамическом

Статический ре­жим характеризуется давлениями в сети при неработающих сетевых, но включенных подпиточных насосах.

Динамический ре­жим характеризует давления, возникающие в сети и в системах теплопотребителей при работающей системе теплоснабжения, работающих сетевых насосах, при движении теплоносителя

Графики разрабатываются для основной магистрали тепло­вой сети и протяженных ответвлений. При использовании в по­строениях графика давлений в линейных единицах (метрах) гра­фик напоров получает название пьезометрического графика. Этот термин широко применяется в практике проектирования тепловых сетей

Пьезометрический график (график напоров) может быть по­строен только после выполнения гидравлического расчета тру­бопроводов - по рассчитанным падениям давления на участках сети. На графике в выбранном масштабе нанесены профиль трассы тепловой сети; высоты отопительных систем, присоеди­ненных к тепловой сети, условно равные высотам зданий; на­поры в любой точке сети при статическом и динамическом режимах

Условно принимают, что ось трубопроводов и геодезические отметки установки насосов и нагревательных приборов в пер­вом этаже зданий совпадают с отметкой земли. Высшее поло­жение воды в отопительной системе совпадает с верхней отмет­кой здания

График строят по двум осям - вертикальной и горизонталь­ной. На вертикальной оси откладывают напоры в любой точке сети, напоры насосов, профиль сети, высоты отопительных см­етем в метрах

Лекция 7

Лекция №8

Лекция №9

Система газоснабжения.

Газообразное топливо

Газообразное топливо

Газообразное топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов, содержащую некоторое количество примесей. К горючим газам относятся углеводороды, водород и оксид углерода. Негорючие компоненты - это азот, оксид (И) углерода и кислород- Они составляют балласт газообразного топлива, К примесям относят водяные пары, сероводород, пыль. Искусственные газы могут содержать аммиак, цианистые соединения, смолу и пр. Газообразное топливо очищают от вредных примесей. Содержание вредных примесей в граммах на 100 м газа, предназначенного для газоснабжения городов, по ГОСТ 5542 - 78, не должно превышать: сероводорода - 2, меркаптанозой серы - 3,6, механических примесей - 0,1. Отклонение теплоты сгорания от номинального значения не должно быть более

Для газоснабжения применяют, как правило, сухие газы. Содержание влаги не должно превышать количества, насыщающего газ при I- - 20 °С (зимой) и 35 °С (летом).. Если газ транспортируют на большие расстояния, то его предварительно осушают. Большинство искусственных газов.имеет резкий запах, что облегчает обнаружить утечки газа из трубопроводов и арматуры. Природный газ не имеет запаха. До подачи в сеть его одорируют, т. с. придают ему резкий неприятный запах, который ощущается при концентрации а воздухе, равной 1%.

Запах токсичных газов должен ощущаться при концентрации, допускаемой санитарными нормами. Сжиженный газ, используемый коммунально-бытовыми потребителями (по ГОСТ 20448-80*), не должен содержать сероводорода более 5 г на 100 м3 газа, а запах должен ощущаться при содержании з воздухе 0,5%. Концентрация кислорода в газообразном топливе не должна превышать 1 %. При использовании для газоснабжения смеси сжиженного газа с воздухом концентрация газа в смеси составляет не менее удвоенного верхнего предела воспламеняемости. Используя данные этих таблиц, можно рассчитать теплоту сгорания, плотность и другие характеристики газообразного топлива.

Контрольные задания для СРС:

2. Углубленное изучение темы.

Лекция №10

Лекция №11

Устройство газопроводов

Промышленные предприятия снабжают газом, как правило, по системам распределительных газопроводов высокого или среднего давления. При малых расходах газа, не нарушающих режим газоснабжения бытовых потребителей, возможно подключение предприятий к газопроводам низкого давления. Система газоснабжения предприятия состоит из ввода на территорию, межцеховых газопроводов, ГРП и ГРУ и внутрицеховых газопроводов. Ввод обычно делают подземным и размещают на нем главное отключающее устройство. Межцеховые газопроводы в зависимости от планировки предприятия, насыщенности его территории подземными и надземными коммуникациями, степени осушенности газа и ряда других факторов могут быть подземными, надземными и смешанными. На предприятиях чаще отдают предпочтение надземной прокладке межцеховых газопроводов, так как они в этом случае не подвержены подземной коррозии, более доступны для осмотра и ремонта, менее опасны при утечках газа и экономичнее подземных.

Подземные газопроводы прокладывают по нормам для уличных распределительных газопроводов. Надземные газопроводы прокладывают на опорах, эстакадах, по огнестойким наружным стенам и перекрытиям зданий с производствами неиожароопасной категории. Высота прокладки надземных газопроводов до низа трубы принимается, м, не менее: в местах прохода людей - 2,2; на участках без проезда транспорта и прохода людей - 0,6; над автодорогами - 4,5; над трамвайными путями и железными дорогами - 5,6-7,1. Под линиями электропередачи в зависимости от напряжения в них газопровод прокладывают на расстояниях от 1 до 6,5 м и заземляют.

На эстакадах или опорах допустима совместная прокладка газопроводов с другими трубопроводами (для пара, воды, воздуха, кислорода) при обеспечения возможности осмотра и ремонта каждого из трубопроводов. При совместной прокладке трубопроводы агрессивных жидкостей должны располагаться на эстакадах ниже газопроводов на 250 мм. Допускается крепление к газопроводам низкого и среднего давлений других газопроводов или трубопроводов, если позволяет несущая способность труб и опорных конструкций.. При пересечениях надземных газопроводов с другими трубопроводами расстояние между ними принимают: при диаметре газопровода до 300 ми - не менее диаметра газопровода, но не менее 100 мм; при диаметре газопровода свыше 300 мм - не менее 300 мм.

Контрольные задания для СРС:

Самостоятельная работа студентов:

1. Анализ пройденного материала.

2. Углубленное изучение темы.

Лекция №12

Лекция №13

Лекция №14

Лекция №15

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

Дисциплина STGS 5307 «Системы тепло и газоснабжения»

Модуль STT 5 «Системы тепло и топливоснабжения»

Специальность 6М071700 – «Теплоэнергетика»

Факультет энергетики, автоматизации и телекоммуникации

Кафедра «Энергетические системы»

Лекция №1

СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Потребители тепловой энергии

Тепловое потребление - это использование тепловой энергии для разнообразных коммунально-бытовых и производственных целей.

Виды теплопотребления: отопление; вентиляция и кондиционирование воздуха; горячее водоснабжение (ГВС); теплотехническое потребление.

IV - потребитель (жилые помещения)

Виды теплоносителей:

1. Горячая вода - самый распространенный дешевый вид теплоносителя подходит для отопления, вентиляции, технологических нужд потребителей.

Недостаток: перекачка воды дороже.

2. Пар - для технологических нужд, технологических

процессов, непригоден для ГВС

3. Горячий воздух - для технических нужд и процессов, непригоден для ГВС.

4. Электроэнергия - подвод электричества в районы, отдаленные от воды теплоснабжение идет электричеством.

Потребителей теплоты делят на две группы: сезонные потребители; круглогодовые потребители

Сезонные потребители используют теплоту не круглый год, а только в течение какой-то части сезона, расход теплоты зависят от климатологических условий (температура наружного воздуха, солнечного излучения, скорости и направления ветра, влажности воздуха).

Сезонными потребители: отопление; вентиляция (с подогревом воздуха в калорифере); кондиционирование воздуха.

Расход теплоты в течение суток у сезонных потребителей мал, поэтому суточный график расхода теплоты сезонных потребителей постоянен.

Годовой график сезонных потребителей резкопеременный, наибольший расход теплоты в самые холодные месяцы (декабрь, январь), значительно меньший расход в начале и в конце отопительного сезона и нулевой расход в летний период,

Б) круглогодовые потребители используют теплоту в течение всего года. К этой группе относятся: технологические потребители теплоты; ГВС коммунально-бытовых потребителей.

Расход теплоты зависит от технологии производства, вида выпускаемой продукции, режима работы предприятия, типа оборудования, мало влияют климатические условия.

Круглогодовые потребители имеют переменный суточный график и постоянный годовой график потребления теплоты.

Безразмерный суточный график расхода тепла на ГВС жилого дома.

Баланс производства тепловой энергии в 2002 г. в Российской Федерации показан на диаграмме рис.1.

Рисунок 1.

Годовое теплопотребление жилищного фонда, объектов социального и коммунального назначения в 2003 г. составило порядка 2933 млн. ГДж (700 млн. Гкал).

Главным потребителем тепловой энергии в этом секторе ЖКХ является жилищный фонд - порядка 2095 млн. ГДж (500 млн. Гкал) в год или 71 % общего потребления.

Тепловая нагрузка системы теплоснабжения (тепловая нагрузка) - это суммарное количество теплоты, получаемой от источников теплоты, равное сумме теплопотреблений приемников теплоты и потерь в тепловых сетях в единицу времени.

Основными производителями и поставщиками тепловой энергии в ЖКХ являются специализированные предприятия коммунальной энергетики, находящиеся в ведении муниципалитетов и исполнительных органов власти субъектов регионов Российской Федерации. Предприятия коммунальной энергетики в 2003 г. обеспечивали отпуск порядка 2220 млн. ГДж (530 млн. Гкал) в год, что составило 64 % общей потребности жилищно-коммунальной и социальной сфер. Остальная часть тепловой энергии поставляется региональными акционерными обществами энергетики и электрификации, а также другими предприятиями и организациями министерств, ведомств, концернов, объединений.

Порядка 1477 млн. ГДж (352,4 млн. Гкал) в год предприятия коммунальной энергетики вырабатывают на собственных теплоисточниках (котельных) и около 964 млн. ГДж (230 млн. Гкал) покупают у других производителей с последующей передачей ее абонентам - потребителям по коммунальным распределительным

тепловым сетям.

Абонент (потребитель) - юридическое лицо, а также предприниматель без образования юридического лица, имеющие в собственности или на ином законном основании объекты и системы теплопотребления, которые непосредственно присоединены к системам коммунального теплоснабжения, заключившие с теплоснабжающей организацией в установленном порядке договор на отпуск (получение) тепловой энергии и (или) теплоносителей.

Объемы и структура производства тепловой энергии на источниках теплоты для теплоснабжения ЖКХ и объектов социальной сферы представлены в табл. 1. Основную технологическую структуру коммунального теплоснабжения формируют собственные домовые и групповые котельные (ГрКУ), квартальные (КТС) и районные (городские) тепловые станции (РТС) с тепловыми сетями от них, распределительные сети, а также многочисленные теплопотребляющие (абонентские) установки.

Таблица 1. Структура производства тепловой энергии

Источник теплоснабжения мощностью, МВт (Гкал/ч)	Производство тепловой энергии
	Количество произведенной тепловой энергии, млн. ГДж (млн. Гкал)	Доля в общем объеме производства, %
Домовые котельные - до 3,5 (3)
Групповые котельные (ГрКУ) - от 3,5 до 23,3 (3-20)
Квартальные котельные (КТС) - от 23,3 до 116 (20-100)
Районные котельные (РТС) - более 116 (более 100)

Общий годовой расход топлива на производство тепловой энергии для ЖКК и объектов социальной сферы составляет порядка 150 млн. т условного топлива, в том числе в коммунальных котельных - 66 млн. т условного топлива. Структура производства тепловой энергии в коммунальных котельных по видам используемого топлива представлена в таблице 2.

Таблица 2. Структура производства тепловой энергии в коммунальных котельных по видам используемого топлива

Вид топлива	Число котельных, тыс. ед.	Произведено теплоты, млн. ГДж, (млн. Гкал)	Доля в общем производстве, %
Газообразное

Как следует из таблиц 1, 2, половина от общего числа котельных ЖКХ - 22,4 тыс. единиц, работают на твердом топливе и вырабатывают почти 35 % всей тепловой энергии, потребляемой жилищным фондом, оказывая значительную нагрузку (давление) на природную среду обитания людей. Здесь кроется существенный резерв для экологического оздоровления жилых микрорайонов путем замены многих мелких котельных централизованными источниками теплоснабжения или перевода их на экологически более «чистые» виды топлива - газовое, жидкое котельно-печное, а также нетрадиционные возобновляемые энергоресурсы (например, энергия солнца, волны, ветра, геотермальных источников и т.д.).

Решением Правительства РФ сельские системы теплоснабжения должны быть переданы на баланс и в эксплуатацию муниципальным образованиям местных администраций. Эта работа продолжается, и количество установок ЖКХ возрастает.

Потери электроэнергии

Потребители электроэнергии имеются повсюду. Производиться же она в сравнительно немногих местах, близких к источникам топливо- и гидроресурсов. Электроэнергию не удаётся консервировать в больших масштабах. Она должна быть потреблена сразу же после получения. Поэтому возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния.

Передача энергии связана с заметными потерями. Дело в том, что электрический ток нагревает провода линий электропередачи. В соответствии с законом Джоуля- Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов линии, определяется формулой:,где R-сопротивление линии. При очень большой длине линии передача энергии может стать экономически невыгодной. Значительно снизить сопротивление линии практически весьма трудно. Поэтому приходиться уменьшать силу тока.

Так как мощность тока пропорциональна произведению силы тока на напряжение, то для сохранения передаваемой мощности нужно повысить напряжение в линии передачи. Чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более высокое напряжение. Между тем генераторы переменного тока строят на напряжение, не превышающие 16-20кВ.Более высокое напряжение потребовало бы принятия сложных специальных мер для изоляции обмоток и других частей генератора.

Поэтому на крупных электростанциях ставят повышающие трансформаторы. Трансформатор увеличивает напряжение в линии во столько же раз, во сколько уменьшает силу тока.

Для непосредственного использования электроэнергии в двигателях электропривода станков, в осветительной сети и для других целей напряжение на концах линии нужно понизить. Это достигается с помощью понижающих трансформаторов.

Обычно понижение напряжения и соответственно увеличения силы тока происходят в несколько этапов. На каждом этапе напряжение становится всё меньше, а территория, Охватываемая электрической сетью- всё шире.

При очень высоком напряжении между проводами начинается коронный разряд, приводящий к потерям энергии. Допустимая амплитуда переменного напряжения должна быть такой, чтобы при заданной площади поперечного провода потери энергии вследствие коронного разряда были незначительными.

Электрические станции ряда районов страны объединены высоковольтными линиями передач, образуя общую электрическую сеть, к которой присоединены потребители. Такое объединение, называемое энергосистемой, даёт возможность сгладить “пиковые”нагрузки потребления энергии в утренние и вечерние часы. Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям вне зависимости от места их расположения.

ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ.

Электрическая часть электростанции включает в себя разнообразное основное и вспомогательное оборудование. К основному оборудованию, предназначенному для производства и распределения электроэнергии, относятся:

• Синхронные генераторы, вырабатывающие электроэнергию(на ТЭС-турбогенераторы);
• Сборные шины, предназначенные для приёма электроэнергии от генераторов и распределения её к потребителям;
• Коммуникационные аппараты- выключатели, предназначенные для включения и отключения цепей в нормальных и аварийных условиях, и разъединители, предназначенные для снятия напряжения с обесточенных частей электроустановок и для создания видимого разрыва цепи;
• Электроприемники собственных нужд(насосы, вентиляторы, аварийное электрическое освещение и т.д.)

Вспомогательное оборудование предназначено для выполнения функций измерения, сигнализации, защиты и автоматики и т.д.

Энергетическая система(энергосистема) состоит из электрических станций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, соединённых между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, распределения и потребления электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом.

Электроэнергетическая (электрическая) система-это совокупность электрических частей электростанций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса производства, распределения и потребления электроэнергии. Электрическая система-часть энергосистемы, за исключением тепловых сетей и тепловых потребителей. Электрическая сеть-совокупность электроустановок для распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи. По электрической сети осуществляется распределение электроэнергии от электростанций к потребителям. Линия электропередачи(воздушная или кабельная)-электроустановка, предназначенная для передачи электроэнергии.

В нашей стране применяются стандартные номинальные (междуфазные)напряжения трёхфазного тока частотой 50Гц в диапазоне 6-750кВ,а также напряжения 0,66;0,38кВ.Для генераторов применяют номинальные напряжения 3-21кВ.

Передача электроэнергии от электростанций по линиям электропередачи осуществляется при напряжениях 110-750кВ,т.е.значительно превышающих напряжения генераторов. Электрические подстанции применяются для преобразования

электроэнергии одного напряжения в электроэнергию другого напряжения. Электрическая подстанция-это электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии. Подстанции состоят из трансформаторов, сборных шин и коммутационных аппаратов, а также вспомогательного оборудования: устройств релейной защиты и автоматики, измерительных приборов. Подстанции предназначены для связи генераторов и потребителей с линиями электропередачи.

Классификация электрических сетей может осуществляться по роду тока, номинальному напряжению, выполняемым функциям, характеру потребителя, конфигурации схемы сети и т.д.

По роду тока различаются сети переменного и постоянного тока; по напряжению: сверхвысокого напряжения(,высокого напряжения ,низкого напряжения (<1кВ).

По конфигурации схемы сети делятся на замкнутые и разомкнутые.

По выполняемым функциям различаются системообразующие, питающие и распределительные сети. Системообразующие сети напряжением 330-1150кВ осуществляют функции формирования объединённых энергосистем, включающих мощные электростанции, обеспечивают их функционирование как единого объекта управления и одновременно передачу электроэнергии от мощных электростанций. Они же осуществляют системные связи, т.е. связи между энергосистемами очень большой длины. Режимом системообразующих сетей управляет диспетчер объединённого диспетчерского управления(ОДУ).В ОДУ входит несколько районных энергосистем- районных энергетических управлений (РЭУ).

Питающие сети предназначены для передачи электроэнергии от подстанций системообразующей сети и частично от шин 110-220кВ электростанций к центрам питания(ЦП) распределительных сетей- районным подстанциям. Питающие сети обычно замкнутые. Как правило, напряжение этих сетей 110-220кВ,по мере роста плотности нагрузок, мощности станций и протяжённости электрических сетей напряжение иногда достигает 330-550Кв.

Районная подстанция обычно имеет высшее напряжение 110-220кВ и низшее напряжение 6-35кВ.На этой подстанции устанавливают трансформаторы, позволяющие регулировать под нагрузкой напряжение на шинах низшего напряжения.

Распределительная сеть предназначена для передачи электроэнергии на небольшие расстояния от шин низшего напряжения районных подстанций к промышленным, городским, сельским потребителям. Такие распределительные сети обычно разомкнутые. Различают распределительные сети высокого () и низкого(напряжения. В свою очередь по характеру потребителя распределительные сети подразделяются на сети промышленного, городского и сельскохозяйственного назначения. Преимущественное распространение в распределительных сетях имеет напряжение 10кВ,сети 6кВ применяются при наличии на предприятиях значительной нагрузки электродвигателей с номинальным напряжением 6кВ.Напряжение 35кВ широко используется для создания центров питания 6 и 10кВ в основном в сельской местности.

Для электроснабжения больших промышленных предприятий и крупных городов осуществляется глубокий ввод высокого напряжения, т.е. сооружение подстанций с первичным напряжением 110-500кВ вблизи центров нагрузок. Сети внутреннего электроснабжения крупных городов- это сети 110кВ,в отдельных случаях к ним относятся глубокие вводы 220/10кВ.Сети сельскохозяйственного назначения в настоящее время выполняют на напряжение 0,4-110кВ.

Воздушные линии электропередач (ВЛ) предназначены для передачи электроэнергии на расстояние по проводам. Основными конструктивными элементами ВЛ являются провода(служат для передачи электроэнергии),тросы (служат для защиты ВЛ от грозовых перенапряжений),опоры(поддерживают провода и тросы на определённой высоте),изоляторы(изолируют провода опоры),линейная арматура(с её помощью провода закрепляются на изоляторах, а изоляторы на опорах).

Длина линий электропередач в Беларуси (1996г.):750кВ-418км,330кВ-3951км,220кВ-2279км,110кВ-16034км.

Наиболее распространенные провода- алюминиевые, сталеалюминиевые, а также из сплавов алюминия. Силовые кабели состоят из одной или нескольких токопроводящих жил, отделенных друг от друга и от земли изоляцией. Токопроводящие жилы- из алюминия однопроволочные(сечением до 16)или многопроволочные. Кабель с медными жилами применяется во взрывоопасных помещениях.

Изоляция выполняется из специальной пропитанной минеральным маслом кабельной бумаги, накладываемой в виде лент на токопроводящие жилы, а также может быть резиновой или полиэтиленовой. Защитные оболочки, накладываемые поверх изоляции для предохранения ее от влаги и воздуха, бывают свинцовыми, алюминиевыми или поливинилхлоридными. Для защиты от механических повреждений предусмотрена броня из стальных лент или проволок. Между оболочкой и броней- внутренние и внешние защитные покровы.

Внутренний защитный покров(подушка под броней)-джутовая прослойка из хлопчато- бумажной пропитанной пряжи или из кабельной сульфатной бумаги.Наружный защитный покров- из джута, покрытого антикоррозионным составом.

Существенную часть в потреблении электроэнергии составляют потери в сетях(7-9%).

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ХОЗЯЙСТВО ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ПОТЕНЦИАЛ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ.

В промышленности более 2/3 потенциала энергосбережения находится в сфере потребления наиболее энергоемкими отраслями- химической и нефтехимической, топливной, строительных материалов, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно- бумажной, пищевой и легкой промышленностью.

Значительные резервы экономии ТЭР в этих отраслях обусловлены несовершенством технологических процессов и оборудования, схем энергоснабжения, недостаточным внедрением новых энергосберегающих и безотходных технологий, уровнем утилизации вторичных энергоресурсов, малой единичной мощностью технологических линий и агрегатов, применением неэкономичной осветительной аппаратуры, нерегулируемого электропривода, неэффективной загрузкой энергооборудования, низкой оснащённостью приборами учета, контроля и регулирования технологических и энергетических процессов, недостатками, заложенными при проектировании и строительстве предприятий и отдельных производств, низким уровнем эксплуатации оборудования, зданий и сооружений.

Машиностроение и металлургия. Примерно треть всего используемого в машиностроении котельно-печного топлива идет на нужды литейного, кузнечно-прессового и термического производства. На технологические нужды используется около половины всей потребляемой теплоты и около трети всей электроэнергии. Свыше трети всей электроэнергии идет на механическую обработку. Основными потребителями энергоресурсов в машиностроении являются мартеновские печи, вагранки, плавильные печи, тягодутьевые машины(вентиляторы и дымососы), нагревательные печи, сушилки, прокатные станы, гальваническое оборудование, сварочные агрегаты, прессовое хозяйство.

Причинами малой эффективности использования топлива и энергии в отраслях машиностроения являются низкий технический уровень печного хозяйства, высокая металлоемкость изделий, большие отходы металла при его обработке, незначительный уровень рекуперации сбросной теплоты, нерациональная структура используемых энергоносителей, значительные потери в тепловых и электрических сетях.

Более половины резервов экономии энергоресурсов может быть реализовано в процессе плавки металлов и литейного производства. Остальная экономия связана с совершенствованием процессов металлообработки, в том числе за счет повышения уровня ее автоматизации, расширение использования менее энергоемких по сравнению с металлом пластмасс и других конструкционных материалов.

Наиболее крупными потребителями топлива в отрасли являются доменное и прокатное производство, самыми энергоемкими –ферросплавное, горнорудное, прокатное, электросталеплавильными и кислородное производство, самым теплоемким- коксохимическое производство.

• Использование эффективных футеровочных и теплоизоляционных материалов а печах, сушилках и теплопроводах;
• Применение тиристорных преобразователей частоты в процессах индукционного нагрева металла в кузнечном и термическом производстве;
• Внедрение энергосберегающих лакокрасочных материалов(с пониженной температурой сушки, водоразбавляемых, с повышенным сухим остатком);
• Снижение энергозатрат при металлообработке(замена процессов горячей штамповки выдавливанием и холодной штамповкой);
• Применение накатки шестерен вместо изготовления на зубофрезерных станках;
• Расширение использования методов порошковой металлургии;
• Применение станков с ЧПУ(числовым програмным управлением),развитие робототехники и гибких производственных структур;
• Снижение энергоемкости литья за счет уменьшения брака.

Химическая и нефтехимическая промышленность. В этих отраслях промышленности существует разнообразие технологических процессов, при которых потребляется или выделяется большое количество теплоты. Уголь, нефть и газ используются как в качестве топлива, так и в качестве сырья.

Основными направлениями энергосбережения в этих отраслях являются:

• Применение высокоэффективных процессов горения в технологических печах и аппаратах(установка рекуператоров для подогрева воды);
• Использование погруженных газовых горелок для замены парового разогрева негорючих жидкостей;
• Внедрение новой технологии безотходного экологически чистого производства капролактама с получением тепловой энергии в виде пара и горючих газов(ПО "Азот");
• Повышение эффективности процессов ректификации(оптимизация технологического процесса с использованием тепловых насосов, повышение активности и селективности катализаторов);
• Совершенствование и укрупнение единичной мощности агрегатов в производстве химических волокон;
• Снижение потерь топлива и сырья в низкотемпературных процессах;
• Перепрофилирование производства аммиака на менее энергоемкое производство метанола(ПО "Азот").

Крупным резервом экономии энергоресурсов в нефтехимической промышленности является утилизация вторичных энергетических ресурсов, в том числе внедрение котлов-утилизаторов для производства пара и горячей воды с целью утилизации тепла высокопотенциальных газовых выбросов.

Среди промышленных производств выпуск минеральных удобрений является одним из более энергоемких. Энергетические затраты в себестоимости отдельных видов продукции этой отрасли составляют примерно третью часть. Повышение энергетической эффективности связано с необходимостью разработки принципиально новых видов оборудования для производства минеральных удобрений, основанных на применении современных физических, физико-химических и физико-механических воздействий(акустических, вибрационных, электромагнитных) на технологические процессы, в том числе тепломассообменных аппаратов, фильтров перемешивающих устройств, грануляторов и др.

Производство строительных материалов.

Производство строительных материалов основано на огневых процессах, связанных с расходом значительных количеств мазута, природного газа и кокса, т.е. наиболее ценных топлив. При этом коэффициент полезного использования этих топлив в отрасли не превышает 40%.

Наибольшее количество энергоресурсов внутри отрасли строительных материалов потребляется при производстве цемента. Наиболее энергоемким процессом в производстве цемента является отжиг клинкера(клинкер- обожженная до спекания смесь известняка и глины-сырья для производства цемента).При так называемом мокром способе производства удельный расход энергоресурсов на отжиг клинкера примерно в 1,5 раза выше, чем при сухом способе. Поэтому важным направлением энергосбережения является применение сухого способа производства цемента из переувлажненного сырья.

В производстве бетона энергосберегающими являются производство и внедрение добавок-ускорителей отвердения бетона для перехода на малоэнергоемкую технологию производства сборного железабетона,а также использование теплогенераторов для тепловлажностной обработки железобетона в ямных камерах; в производстве кирпича- внедрение метода вакуумированных автоклавов на кирпичных заводах, внедрение обжиговых печей панельных конструкций в цельнометаллическом корпусе для производства глиняного кирпича.

Необходимы организация выпуска строительных и изоляционных материалов и конструкций, снижающих теплопотери через ограждающие конструкции, и разработка и внедрение системы мероприятий по использованию потенциала местных видов топлив для обжига стеновой керамики.

В стекольной промышленности тепловой КПД пламенных стекловаренных печей(основных потребителей топлива) не превышает 20-25%.Наибольшие энергетические потери происходят через ограждающие конструкции печей(30-40%) и с отходящими газами (30-40%).Главные задачи в области энергосбережения в стекольной промышленности состоят в повышении КПД стекловаренных печей, замещении дефицитных видов органического топлива и в утилизации вторичных тепловых ресурсов.

В лесной и деревообрабатывающей промышленности основными направлениями энергосбережения являются:

• Внедрение экономичных агрегатов для сушки щепы в производстве древесно-стружечных плит;
• Разработка и внедрение новых экономичных способов производства бумажных изделий, включая производство нетканных материалов и бумаги с синтетическим волокном;
• Увеличение производства мебели менее энергоемкими способами с применением новых видов облицовочных материалов вместо ламинирования;
• Изготовление деталей из древесно- стружечных плит;
• Утилизация теплоты вентиляционных выбросов и низкопотенциальной теплоты паровоздушных смесей;
• Разработка и внедрение оборудования по производству и использованию генераторного газа из древесных отходов для получения тепловой и электроэнергии;
• Переоборудование сушильных камер ПАП-32 с электроэнергии на производство древесных отходов.

Основные направления энергосбережения в легкой промышленности:

• Совершенствование технологических процессов обжига фарфора;
• Внедрение теплообменников- утилизаторов, использующих теплоту сушильного агента теплоиспользующего оборудования на предприятиях легкой промышленности.

В сельском хозяйстве около половины экономии энергии может обеспечено в результате внедрения энергосберегающих машин, технологических процессов и оборудования.

Преобладающая доля потенциала энергосбережения приходится на устранение прямого расточительства и повышения экономичности работы сельскохозяйственной техники,сокращение потребления ТЭР животноводческими фермами и тепличными хозяйствами за счет улучшения теплофизических характеристик ограждающих конструкций, утилизации низкопотенциальных ВЭР, оптимизации энергобалансов в сочетании с использованием нетрадиционных источников(биогаза и др.),снижение расходов топлива на сушку зерна, использование экономичных котлов с кипящим слоем вместо электрокотлов, использование отходов (соломы и др.)вместо традиционных видов топлива.

Основные направления энегосбережения в сельском хозяйстве наряду с созданием новой техники следующие:

• Совершенствование технологии сушки зерна и кормов, методов применения минеральных и органических удобрений;
• Разработка и внедрение систем использования отходов растениеводства и животноводства в энергетических целях, а также для производства удобрений и кормовых добавок;
• Использование теплоты вентиляционных выбросов животноводческих помещений для подогрева воды и обогрева помещений дл молодняка(с применением пластинчатых рекуператоров);
• Обеспечение оптимальных температурных режимов и секционирование системы отопления животноводческих помещений;
• Применение тепловых насосов в системах теплохладоснабжения и устройств для плавного регулирования работы систем вентиляции, внедрение современных контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, установка приборов учета и контроля энергоресурсов, а также строительство биогазовых установок.

В пищевой промышленности к числу наиболее энергоемких относится производство сахара. Основная экономия энергоресурсов в сахарном производстве может быть достигнута в результате совершенствования технологических схем и целенаправленного внедрения энергосберегающего оборудования, использование низкопотенциальной теплоты вторичных паров выпарных и вакуум- кристаллизационных установок и конденсатов в тепловых схемах.

Энергоемким является также производство спирта. Для снижения расхода теплоты здесь необходимо внедрение ферментативного гидролиза при подготовке крахмала, содержащего сырье к сбраживанию.

Сущность энергосберегающей политики в рассматриваемый период состоит в максимально возможном обеспечении потребности в ТЭР за счет их экономии в промышленности, сельском хозяйстве, коммунально-бытовом секторе и более эффективном использовании в электроэнергетике.

Главные причины неэффективного использования ТЭР в Беларуси обусловлены отсутствием комплексной технической, экономической, нормативно- правовой политики энергосбережения, недостатками проектирования, строительства и эксплуатации, отсутствием технической базы по производству необходимого оборудования, приборов, аппаратуры, средств автоматизации и систем управления.

Потенциал энергосбережения в электроэнергетике формируется за счет широкого развития теплофикации на базе ГТУ и ПГУ, модернизации и реконструкции действующих энергетических объектов, совершенствования технологических схем и оптимизации режимов работы оборудования, повышения эффективности процессов сжигания топлива и их автоматизации, внедрения автоматизированных систем управления.

В коммунально- бытовом секторе формируется за счет улучшения теплофизических характеристик ограждающих конструкций зданий и сооружений, модернизации и повышения уровня эксплуатации мелких котельных, использования более экономичных осветительных приборов, регулируемого электропривода, широкого внедрения приборов учета контроля, регулирования, улучшения содержания зданий и сооружений, повышения экономичности электротранспорта, КПД газовых плит, качества теплоизоляции и др.

ОСНОВНЫЕ ПОТРЕБИТЕЛИ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

Основными потребителями тепловой энергии являются промышленные предприятия и жилищно- коммунальное хозяйство.Для большинства производственных потребителей требуется тепловая энергия в виде пара (насыщенного или перегретого) либо горячей воды. Например, для силовых агрегатов, которые имеют в качестве привода паровые машины или турбины(паровые молоты и прессы, ковочные машины, турбонасосы, турбокомпрессоры и т.д.),необходим пар давлением 0,8-3,5МПа и перегретый до 250-450.

Для технологических аппаратов и устройств(разного рода подогреватели, сушилки, выпарные аппараты, химические реакторы) преимущественно требуются насыщенный или слабо перегретый пар давлением 0,3-0,8МПа и вода с температурой 150.

В жилищно-коммунальном хозяйстве основными потребителями теплоты являются системы отопления и вентиляции жилых и общественных зданий, системы горячего водоснабжения и кондиционирования воздуха. В жилых и общественных зданиях температура поверхности отопительных приборов в соответствии с требованиями санитарно- гигиенических норм не должна превышать 95,а температура воды в кранах горячего водоснабжения должна быть не ниже 50-60 в соответствии с требованиями комфортности и не выше 70 по нормам техники безопасности. В связи с этим в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в качестве теплоносителя применяется горячая вода.

Системы теплоснабжения.

Системой теплоснабжения называется комплекс устройств по выработке, транспорту и использованию теплоты.

Снабжение теплотой потребителей(систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических процессов) состоит из трех взаимосвязанных процессов: сообщения теплоты теплоносителю, транспорта теплоносителя и использования теплового потенциала теплоносителя. Системы теплоснабжения классифицируются по следующим основным признакам: мощности, виду источника теплоты и виду теплоносителя. По мощности системы теплоснабжения характеризуются дальностью передачи теплоты и числом потребителей. Они могут быть местными и централизованными. Местные системы теплоснабжения- это системы, в которых три основных звена объединены и находятся в одном или смежных помещениях. При этом получение теплоты и передача ее воздуху помещений объединены в одном устройстве и расположены в отапливаемых помещениях(печи).Централизованные системы, в которых от одного источника теплоты подается теплота для многих помещений.

По виду источника теплоты системы централизованного теплоснабжения разделяют на районное теплоснабжение и теплофикацию. При системе районного теплоснабжения источником теплоты служит районная котельная, теплофикации-ТЭЦ.

Теплоноситель получает теплоту в районной котельной (или ТЭЦ) и по наружным трубопроводам, которые носят название тепловых сетей, поступает в системы отопления, вентиляции промышленных, общественных и жилых зданий. В нагревательных приборах, расположенных внутри зданий, теплоноситель отдает часть аккумулированной в нем теплоты и отводится по специальным трубопроводам обратно к источнику теплоты.

Теплоноситель – среда, которая передает теплоту от источника теплоты к нагревательным приборам систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

По виду теплоносителя системы теплоснабжения делятся на 2 группы- водяные и паровые. В водяных системах теплоснабжения теплоносителем служит вода, в паровых- пар. В Беларуси для городов и жилых районов используются водяные системы теплоснабжения. Пар применяется на промышленных площадках для технологических целей.

Системы водяных теплопроводов могут быть однотрубными и двухтрубными(в отдельных случаях многотрубными).Наиболее распространенной является двухтрубная система теплоснабжения(по одной трубе подается горячая вода потребителю, по другой, обратной, охлажденная вода возвращается на ТЭЦ или в котельную).Различают открытую и закрытую системы теплоснабжения. В открытой системе осуществляется "непосредственный водоразбор", т.е. горячая вода из подающей сети разбирается потребителями для хозяйственных, санитарно- гигиенических нужд. При полном использовании горячей воды может быть применена однотрубная система. Для закрытой системы характерно почти полное возвращение сетевой воды на ТЭЦ(или районную котельную).Место присоединения потребителей тепла к теплопроводной сети называется абонентским вводом.

К теплоносителям систем централизованного теплоснабжения предъявляют санитарно- гигиенические (теплоноситель не должен ухудшать санитарные условия в закрытых помещениях- средняя температура поверхности нагревательных приборов не может превышать 70-80), технико-экономические(чтобы стоимость транспортных трубопроводов была наименьшей, масса нагревательных приборов- малой и обеспечивался минимальный расход топлива для нагрева помещений)и эксплуатационные требования (возможность центральной регулировки теплоотдачи систем потребления в связи с переменными температурами наружного воздуха).

Параметры теплоносителей- температура и давление. Вместо давления в практике эксплуатации используется напор Н. Напор и давление связаны зависимостью

где Н- напор, м; Р- давление, Па;- плотность теплоносителя, кг/;g- ускорение свободного падения, м/ в системах централизованного теплоснабжения от котельной или ТЭЦ, а также в системах отопления промышленных зданий.

Тепловые сети

В Беларуси длина тепловых сетей (1996 г.) составляет: основных 794 км, распределительных 1341км.

Основными элементами тепловых сетей являются трубопровод, состоящий из стальных труб, соединенных между собой с помощью сварки, изоляционная конструкция, предназначенная для защиты трубопровода от наружной коррозии и тепловых потерь, и несущая конструкция, воспринимающая вес трубопровода и усилия, возникающие при его эксплуатации.

Наиболее ответственными элементами являются трубы, которые должны быть достаточно прочными и герметичными при максимальных давлениях и температурах теплоносителя, обладать низким коэффициентом температурных деформаций, малой шероховатостью внутренней поверхности, высоким термическим сопротивлением стенок, способствующим сохранению теплоты, неизменностью свойств материала при длительном воздействии высоких температур и давлений.

Тепловая изоляция накладывается на трубопроводы для снижения потерь теплоты при транспортировке теплоносителя. Потери теплоты снижаются при надземной при надземной прокладке в 10-15 раз, а при подземной в 3-5 раз по сравнению с неизолированными трубопроводами. Тепловая изоляция должна обладать достаточной механической прочностью, долговечностью, стойкостью против увлажнения(гидрофобностью), не создавать условий для возникновения коррозии и при этом быть дешевой. Она представлена следующими конструкциями: сегментной, оберточной, набивочной, литой и мастичной. Выбор изоляционной конструкции зависит от способа прокладки теплопровода.

Сегментная изоляция выполняется из ранее изготовленных формованных сегментов различной формы, которые накладываются на трубопровод, обвязываются проволокой, а снаружи покрываются асбоцементной штукатуркой. Сегменты изготавливаются из пенобетона, минеральной ваты, газостекла и др. Оберточная изоляция выполняется из минерального войлока, асбестового термоизоляционного шнура, алюминиевой фольги и асбестовых листовых материалов. Указанными материалами покрывают трубы в один или несколько слоев и крепят бандажами из полосового металла. Оберточные изоляционные материалы используют в основном для изоляции арматуры, компенсаторов, фланцевых соединений. Набивная изоляция применяется в виде чехлов, оболочек, сеток с заполнением порошкообразными, сыпучими и волокнистыми материалами. Для набивки применяется минеральная вата, пенобетонная крошка и др. Литая изоляция используется при прокладках трубопроводов в непроходных каналах и бесканальных прокладках.

В канальных трубопроводах сооружаются из сборных железобетонных элементов. Основное достоинство проходных каналов заключается в возможности доступа к трубопроводу, его ревизии и ремонта без вскрытия грунта. Проходные каналы(коллекторы)сооружаются при наличии большого числа трубопроводов. Оборудуются другими подземными коммуникациями- электрокабелями, водопроводом, газопроводом, телефонными кабелями, вентиляцией, электроосвещением низкого напряжения.

Полу проходные каналы применяются при прокладке небольшого числа труб(2-4) в тех местах, где по условиям эксплуатации недопустимо вскрытие грунта, и при прокладке трубопроводов больших диаметров(800-1400мм.)

Непроходные каналы изготавливают из унифицированных железобетонных элементов. Они представляют собой корытообразный лоток с перекрытием из сборных железобетонных плит. Наружная поверхность стен покрывается рубероидом на битумной мастике. Изоляция- антикоррозийный защитный слой, теплоизоляционный слой(минеральная вата или пеностекло), защитное механическое покрытие в виде металлической сетки или проволоки. Сверху- слой асбоцементной штукатурки.

Литература:

1. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача.М.:энергоиздат,1981.
2. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий/Под ред. Б.Н. Голубкова. М.:Энергия,1979.
3. Тепловое оборудование и тепловые сети. Г.А. Арсеньев и др. М.: Энергоатомиздат, 1988.
4. Андрюшенко А.И., Аминов Р.З., Хлебалин Ю.М. Теплофикационные установки и их использование. М. : Высш. школа, 1983.