Как избавиться от тепловых потерь

Основные источники потерь в тепловых системах и способы их устранения

Введение
Настоящая статья кратко описывает проблематику энергосбережения, сложившуюся сегодня на подавляющем большинстве отечественных объектов производства, транспортировки и потребления тепловой энергии, предлагая варианты их эффективного решения.

Существующие тепловые системы, в основной своей массе, проектировались и создавались без учета возможностей, появившихся на теплоэнергетичском рынке в течение последних 10 лет. Массовое развитие вычислительной техники обусловило появление в это время огромного количества технологических новшеств, которые коренным образом изменили ситуацию в энергосбережении. Например, возможность точного моделирования тепловых процессов на ЭВМ привела к появлению новых эффективных конструкций котлоагрегатов и схем отопления, а достижения электронной индустрии обеспечили возможность широкого применения средств учета тепловой энергии и высокоэкономичных регулирующих устройств.

Таким образом, в конце ХХ века энергосбережение получило на свое вооружение большое количество эффективных технологий и новое оборудование, позволяющее значительно (до 50%) повысить надежность и экономичность работы уже существующих тепловых систем и проектировать новые системы, качественно отличающиеся от уже существующих.

Для оценки эффективности работы любой системы, в том числе теплоэнергетической, обычно используется обобщенный физический показатель, — коэффициент полезного действия (КПД). Физический смысл КПД — отношение величины полученной полезной работы (энергии) к затраченной. Последняя, в свою очередь, представляет собой сумму полученной полезной работы (энергии) и потерь, возникающих в системных процессах. Таким образом, увеличения КПД системы (а значит и повышения ее экономичнсти) можно достигнуть только снижением величины непроизводительных потерь, возникающих в процессе работы. Это и является главной задачей энергосбережения.

Основной же проблемой, возникающей при решении этой задачи, является выявление наиболее крупных составляющих этих потерь и выбор оптимального технологического решения, позволяющего значительно снизить их влияние на величину КПД. Причем каждый конкретный объект, — цель энергосбережения, — имеет ряд характерных конструктивных особенностей и составляющие его тепловых потерь различны по величине. И всякий раз, когда речь заходит о повышении экономичности работы теплоэнергетического оборудования (например, системы отопления), перед принятием решения в пользу использования какого-нибудь технологического новшества, необходимо обязательно провести детальное обследование самой системы и выявить наиболее существенные каналы потерь энергии. Разумным решением будет использование только таких технологий, которые существенно снизят наиболее крупные непроизводительные составляющие потерь энергии в системе и при минимальных затратах значительно повысят эффективность ее работы.

Однако, несмотря на уникальность в общем случае факторов, вызывающих потери в каждой конкретной тепловой системе, отечественные объекты имеют ряд характерных особенностей. Они очень похожи друг на друга, что связано с тем, что строились они по общим для «Союза» проектным нормам во времена, когда тепловая энергия стоила «копейки». Характерные проблемы и основные каналы тепловых потерь в энергосистемах «постсоветских» объектов хорошо изучены специалистами нашего предприятия. Решение подавляющего большинства проблем энергосбережения на них отработано нами на практике, что позволяет провести анализ, рассмотреть наиболее характерные ситуации с тепловыми потерями и предложить варианты их решения с прогнозированием результатов, основываясь на наш опыт работы с подобными ситуациями на других объектах.

Излагаемое ниже исследование рассматривает наиболее характерные проблемы существующих тепловых объектов, описывает наиболее существенные каналы непроизводительных потерь в них тепловой энергии и предлагает варианты снижения этих потерь с предварительным прогнозом результатов.

Тепловые системы. Источники потерь.

Любую теплоэнергетическую систему с целью анализа можно условно разбить на 3-х основных участка:

1. участок производства тепловой энергии (котельная);

2. участок транспортировки тепловой энергии потребителю (трубопроводы тепловых сетей);

3. участок потребления тепловой энергии (отапливаемый объект).

Каждый из приведенных участков обладает характерными непроизводительными потерями, снижение которых и является основной функцией энергосбережения. Рассмотрим каждый участок в отдельности.

1.Участок производства тепловой энергии. Существующая котельная.

Главным звеном на этом участке является котлоагрегат, функциями которого является преобразование химической энергии топлива в тепловую и передача этой энергии теплоносителю. В котлоагрегате происходит ряд физико-химических процессов, каждый из которых имеет свой КПД. И любой котлоагрегат, каким бы совершенным он не был, обязательно теряет часть энергии топлива в этих процессах. Упрощенно схема этих процессов изображена на рисунке.

На участке производства тепловой энергии при нормальной работе котлоагрегата всегда существуют три вида основных потерь: с недожогом топлива и уходящими газами (обычно не более18%), потери энергии через обмуровку котла (не более 4%) и потери с продувкой и на собственные нужды котельной (около 3%). Указанные цифры тепловых потерь приблизительно близки для нормального не нового отечественного котла (с КПД около 75%). Более совершенные современные котлоагрегаты имеют реальный КПД около 80-85% и стандартные эти потери у них ниже. Однако они могут дополнительно возрастать:

• Если своевременно и качественно не проведена режимная наладка котлоагрегата с инвентаризацией вредных выбросов, потери с недожогом газа могут увеличиваться на 6-8 %;
• Диаметр сопел горелок, установленных на котлоагрегате средней мощности обычно не пересчитывается под реальную нагрузку котла. Однако подключенная к котлу нагрузка отличается от той, на которую рассчитана горелка. Это несоответствие всегда приводит к снижению теплоотдачи от факелов к поверхностям нагрева и возрастанию на 2-5% потерь с химическим недожогом топлива и уходящими газами;
• Если чистка поверхностей котлоагрегатов производится, как правило, один раз в 2-3 года, это снижает КПД котла с загрязненными поверхностями на 4-5% за счет увеличения на эту величину потерь с уходящими газами. Кроме того, недостаточная эффективность работы системы химводоочистки (ХВО) приводит к появлению химических отложений (накипи) на внутренних поверхностях котлоагрегата значительно снижающих эффективность его работы.
• Если котел не оборудован полным комплектом средств контроля и регулирования (паромерами, теплосчетчиками, системами регулирования процесса горения и тепловой нагрузки) или если средства регулирования котлоагрегата настроены неоптимально, то это в среднем дополнительно снижает его КПД на 5%.
• При нарушении целостности обмуровки котла возникают дополнительные присосы воздуха в топку, что увеличивает потери с недожогом и уходящими газами на 2-5%
• Использование современного насосного оборудования в котельной позволяет в два-три раза снизить затраты электроэнергии на собственные нужды котельной и снизить затраты на их ремонт и обслуживание.
• На каждый цикл «Пуск-останов» котлоагрегата тратится значительное количество топлива. Идеальный вариант эксплуатации котельной — ее непрерывная работа в диапазоне мощностей, определенном режимной картой. Использование надежной запорной арматуры, высококачественной автоматики и регулирующих устройств позволяет минимизировать потери, возникающие из-за колебаний мощности и возникновения нештатных ситуаций в котельной.

Перечисленные выше источники возникновения дополнительных потерь энергии в котельной не являются явными и прозрачными для их выявления. Например, одна из основных составляющих этих потерь — потери с недожогом, могут быть определены только с помощью химического анализа состава уходящих газов. В то же время увеличение этой составляющей может быть вызвано целым рядом причин: не соблюдается правильное соотношение смеси топливо-воздух, имеются неконтролируемые присосы воздуха в топку котла, горелочное устройство работает в неоптимальном режиме др.

Таким образом, постоянные неявные дополнительные потери только при производстве тепла в котельной могут достигать величины 20-25%!

Алгоритм повышения экономичности работы уже существующего котлоагрегата в общем случае можно представить как последовательность определенных действий (в порядке эффективности):

1. Провести комплексное обследование котлоагрегатов, включая газовый анализ продуктов сгорания. Оценить качество работы периферийного оборудования котельной.

2. Провести режимную наладку котлов с инвентаризацией вредных выбросов. Разработать режимные карты работы котлоагрегатов на различных нагрузках и мероприятия, которые обеспечат работу котлоагрегатов только в экономичном режиме.

3. Произвести чистку наружных и внутренних поверхностей котлоагрегатов .

4. Оборудовать котельную рабочими приборами контроля и регулирования, оптимально настроить автоматику котлоагрегатов.

5. Восстановить теплоизоляцию котлоагрегата, обнаружив и устранив неконтролируемые источники присосов воздух в топку;

6. Проверить и возможно модернизировать систему ХВО котельной.

Cтраницы: 1 | 2 | читать дальше>>

Источник

45 способов экономии тепла

В этой статье мы расскажем все, что необходимо знать про экономию тепла:

Как экономить тепло в частном доме

Экономия тепла в частном доме

Для наибольшей эффективности экономии тепловой энергии в частном доме, как и на любом другом объекте, необходимо предпринять комплекс мер.

К таким мерам в данном случае относятся следующие способы теплосбережения.

1. Герметизация окон – как показывает практика, через окна может уходить из дома до 40 процентов тепла. Если окна старые, деревянные, то для утепления можно использовать самоклеящиеся утеплители и уплотнители, выполненные из поролона, вспененного полиэтилена и прочих теплоизоляционных материалов. Сделать окна теплее позволяет даже наклеенный на щели скотч.
2. По такому же принципу необходимо устранить щели между дверями и дверной коробкой.
3. Если щели имеются между дверной коробкой и стенами, их необходимо задуть монтажной пеной.
4. При замене старых окон следует отдать предпочтение моделям с двумя или даже тремя стеклопакетами. Такие окна стоят дороже, но быстро себя окупают.

Экономим тепло в своем частном доме

1. Наклеивайте на стекла окон теплосберегающую пленку.
2. В период сильных ветров и холодов окна можно закрыть пупырчатой упаковочной пленкой.
3. Чтобы снизить потери тепла через входную дверь, необходимо утеплить ее или установить дополнительную дверь.
4. Значительная экономия тепла будет достигнута за счет утепления стен такими теплоизоляционными материалами, как минеральная вата, пенополиуретан или экструдированный пенополистирол. Толщина утеплителя должна подбираться индивидуально – в зависимости от региона, а также материала и толщины стен.
5. Утепляя снаружи крышу, стены, не забудьте про утепление фундамента.
6. Снизить потери тепла через стены также позволяет их отделка теплоизоляционной штукатуркой.
7. Использование «теплых» обоев, к примеру, пробковых, является еще одним эффективным способом утепления стен изнутри. Отметим, что пробковое покрытие можно использовать не только на стенах, но и на полу. В результате последний станет не только теплым, но и приятным на ощупь.

Как экономить тепло в деревянном доме

1. Важной мерой по экономии тепла в частном доме является теплоизоляция пола. Если пол деревянный, на лагах, то между лагами необходимо уложить теплоизоляционный материал (минеральную вату, пенополистирол, керамзит, эковату или другое). Если пол бетонный – теплоизоляционные плиты укладываются под стяжку. Еще один способ утепления пола – выполнение стяжки из пенополистиролбетона. Если пол деревянный, также можно сделать сухую стяжку из керамзита и ГВЛ-плит.

Экономия тепла в квартире

Экономия тепла в квартире

Практически все меры по сбережению тепловой энергии, описанный для частного дома, могут быть применены и в квартире.

Кроме того, эффективными являются нижеприведенные способы экономии тепла.

1. Остекление балкона или лоджии дает такой же эффект, как и установка дополнительного окна.
2. Утепление балкона или лоджии.
3. Регулировка дверей балконного блока и своевременная замена уплотнителей.
4. Утепление стен изнутри, которые прилегают к неотапливаемым помещениям, к примеру, шахте лифта или подъезду.
5. Использование на полу ковра – это сделает жилье не только уютней, но и уменьшит потери тепла через пол.
6. Утепление потолка изнутри, которое необходимо даже в том случае, если выше этажом располагается отапливаемая квартира. Перекрытие прилегает к холодным наружным стенам. Кроме того, охлаждается со стороны улицы.
7. После использования духовки оставляйте ее открытой – это позволит использовать накопившееся в ней тепло с пользой.

Отметим, что в хорошо утепленной квартире достаточно обогрева в течение нескольких часов в сутки.

Осенью, весной и в теплые дни зимы можно вообще обойтись без отопления.

Для поддержания температуры достаточно тепла, которое выделяется в процессе приготовления пищи, а также другой, физической деятельности человека.

Экономия тепла в многоквартирном доме

Экономии тепла в многоквартирных домах можно добиться такими способами.

1. Установка доводчиков на входные двери в подъезд и использование двойных дверей.
2. Обязательное остекление помещений и устранение щелей.
3. Замена старых окон современными стеклопакетами.
4. Теплоизоляция фасада здания.
5. Оптимизация вентиляционных систем, за счет чего снижаются потери нагретого воздуха.
6. Так как тепло поднимается вверх, необходимо теплоизолировать крышу и перекрытие. Для утепления перекрытия можно использовать даже камыш или древесные опилки.
7. За батареями отопления необходимо установить теплоотражающий экран, к примеру, из пенофола. Как показывает практика, эта процедура позволяет повысить температуру в помещении как минимум на один градус.

Утепление фасада МКД

1. Содержание батарей отопления в чистоте – эта мера также позволяет устранить потери тепла, излучаемого радиаторами.
2. Не закрывайте батареи плотными шторами, мебелью и другими предметами.
3. На ночь окна обязательно закрывайте шторами.
4. Утеплите трубы отопления теплоизоляцией, даже если они проходят только по отапливаемым помещениям. Теплоотдача радиаторов выше, чем труб, поэтому теплоизоляция позволит уменьшить потери тепла.
5. Используйте для проветривания комнат не форточки, а приточные клапана, которые устанавливаются на окна или монтируются в стены.

Мероприятия по экономии тепловой энергии

Мероприятия по экономии тепловой энергии в школе и детском саду

В школах и детских садах могут быть использованы многие вышеописанные способы экономии энергии, связанные с утеплением стен, чердаков и ограждающих конструкций.

Кроме того, можно использовать следующие способы сбережения тепла.

1. Утепление подвальных помещений.
2. Утепление перекрытий.
3. Обустройство тамбуров.
4. Снижение высоты потолков в аудиториях.
5. Удаление растительности, затеняющей окна, что позволит помещениям прогреваться в солнечные дни.

Отметим, что выявить основные источники потерь тепловой энергии и устранить их позволяет грамотный энергоаудит, тепловизионное обследование вашего здания и помещений.

Как экономить тепло на предприятии

Экономим тепло на предприятии

Сэкономить тепло на предприятиях можно следующими способами.

1. Использование теплосберегающей пленки из поливинилхлорида, которая монтируется в межрамное пространство окон. Это так называемые энергоэффективные окна.
2. Использование брезентовых штор на входах в производственные помещения и цеха.
3. Остекление производственных помещений.
4. Обследование отопления предприятия
5. Расчет тепловых нагрузок

Кроме того, необходимо предпринять меры, описанные выше, то есть произвести остекление помещений, утепление стен, устранить щели в окнах и прочее.

Экономим тепло в офисе

Экономия тепла в офисе

Экономия энергии в офисе подразумевает собой выполнение тех же мер, что и в квартирах, школах и детсадах.

Кроме того, можно воспользоваться такими способами экономии тепла, которые предложены ниже.

1. Использование на полу ковролина уменьшит количество потерь тепла через пол.
2. Применение для отделки потолка плитки из пенопласта или экструдированного пенополистирола позволит снизить теплопотери через потолок.
3. Расположенный под потолком вентилятор позволяет разогнать теплый воздух по помещению, что сделает использование тепловой энергии более рациональным.
4. Резиновые накладки, закрепленные вдоль нижнего края дверного полотна, позволяет устранить щель между дверью и полом. Использование таких накладок особенно необходимо в том случае, если в офисном помещении используются дополнительные обогреватели и температура выше, чем в коридоре.

Применение всех вышеперечисленных мер позволит снизить расходы на отопление в несколько раз, а главное – обеспечит комфортные условия проживания, обучения и труда.

Источник