Цель тепловой сети состоит в том, чтобы обеспечить горячее водоснабжение и центральное отопление в домах более эффективным способом, чем использование индивидуальных систем отопления в каждом доме.

Если затраты на энергию для конечного потребителя должны быть сопоставимы с другими видами тепла, то экономия, получаемая от центральной установки, должна перевешивать дополнительные потери тепла, вносимые тепловой сетью.

Когда-либо публиковалось очень мало данных о том, насколько эффективны сети на практике, и в результате очень мало отчетности. Не хватало инструментов проектирования, доступных для моделирования и анализа производительности сети, не хватало данных, поступающих с сайтов, и в довершение всего полное отсутствие стандартов или опубликованных показателей производительности для различных интерфейсных устройств HIUs - Heat.

Калькулятор тепловых сетей был создан для обеспечения максимально точной модели работы тепловых сетей, используя признанные данные для определения того, куда уходит энергия, сколько тратится впустую и как можно улучшить ситуацию.

Условия проектирования

Любой калькулятор хорош только в той мере, в какой в него вводятся данные, поэтому для точности результатов крайне важно, чтобы мы понимали, какие источники данных используются и для каких целей.

При проектировании систем необходимо выполнить два отдельных расчета:

1. Максимальные нагрузки на систему

2. Типичные нагрузки на систему

Максимальные нагрузки - это то, на чем все стремятся сосредоточиться, чтобы система всегда справлялась со спросом. На проектировщиков налагаются штрафы, если система не обеспечивает заданные нагрузки, поэтому стандартная практика заключается в соответствующем проектировании, при этом системы с завышенными размерами были стандартным способом быть уверенными. Используемые наборы данных-это те, которые сообщают нам о максимальном объеме воды, который когда-либо мог быть извлечен, или о том, какие самые холодные дни были исторически в том или ином месте.

Дело в том, что системы могут редко видеть эти условия, и вероятность того, что система будет испытывать пиковые нагрузки на воду в течение целого дня, в тот же день, когда человек весь день испытывает условия-5С, крайне мала. Однако это то, что системы обычно настраиваются для ежедневной работы в течение всего дня, и в результате оказываются неэффективными, поскольку они слишком велики для нормального использования.

Данные, используемые в этом калькуляторе, получены в результате обширных полевых исследований, проведенных Фондом энергосбережения и некоторыми другими источниками, перечисленными ниже, и предоставляют реалистичные данные о том, какие нагрузки можно ожидать, а также представление об исключительных нагрузках, которые могут быть испытаны. Эти наборы данных обеспечивают:

• Объемы ГВС, используемые для каждого объекта
• Сезонные колебания объемов ГВС и температуры подачи
• Сезонные колебания в поставках холодного водоснабжения
• Сезонные нагрузки на центральное отопление
• Почасовые показатели использования ГВС
• Разнообразие ГВС и ЧС
• Данные о производительности HIU для 5 производителей по сравнению с общим стандартом.

Калькулятор позволяет вам устанавливать пиковые условия, и именно на них рассчитываются размеры труб, котлов и буферных хранилищ, однако он использует данные реального мира для расчета эффективности работы сети пикового размера.

И в этом заключается реальная ценность калькулятора - он позволяет дизайнеру понять влияние различных подходов к проектированию, чтобы можно было максимизировать сезонную эффективность, сохраняя при этом возможность справляться с пиковыми (и ненормальными) нагрузками.

Калькулятор Тепловой Нагрузки На Основе Мощности

Этот калькулятор находит мощности для существующей или новой проектируемой котельной. Это позволяет найти кривую тепловой нагрузки. В нем представлена корреляция между температурой наружного воздуха и передаваемым теплом в сеть. Эта информация может быть использована для управления передаваемым теплом и, таким образом, для повышения энергоэффективности. Расчет тепловой нагрузки в этом инструменте учитывает:

• Теплопроизводительность при средней температуре наружного воздуха
• Емкость горячей воды при средней температуре наружного воздуха
• Мощность теплопотерь при средней температуре наружного воздуха
• Средняя температура наружного воздуха
• Средняя температура в помещении
• Общее количество часов работы в год при соответствующей температуре наружного воздуха.

Основными пользователями этого калькулятора могут быть операторы DH, инженеры DH, градостроители и энергетические менеджеры в муниципалитетах, чтобы иметь представление о передаваемом тепле процессов распределения тепла и, таким образом, повысить энергоэффективность.

Расчет Теплопотерь

Прежде чем с головой окунуться в бесчисленные промышленные проекты, продукты и приложения для отслеживания тепла, необходимо сначала понять основы теплопотерь.


Тепловая трассировка используется для поддержания температуры процесса в трубопроводах, которые должны транспортировать вещества, затвердевающие при температуре окружающей среды, а также для защиты от замерзания и для поддержания температуры потока технологических жидкостей. Для промышленных тепловых процессов используется как система электрического нагрева, так и система парового нагрева. Типичная электрическая тепловая трассировка включает в себя постоянную мощность и саморегулирующуюся тепловую трассировку. Хотя все тепловые трассировки подвержены тепловым потерям, понимая основы теплопотерь, вы можете разработать решение для теплового отслеживания, которое будет эффективно поддерживать температуру трубопроводов вашего производственного процесса.

В этой статье рассматриваются основные принципы теплопередачи и расчеты, используемые для труб и сосудов. Понимая фундаментальные концепции теплопередачи, вы можете использовать их для получения общей формулы, используемой при расчетах теплопотерь.

На рис. 1 показан вид сечения типичной трубопроводной системы. Он состоит из трубы, изоляции, атмосферного барьера и зазоров между каждым слоем. Если труба и ее содержимое теплее окружающей среды, тепло будет передаваться из трубы в воздух. Если из трубы отводится достаточное количество тепла, содержимое трубы может загустеть или затвердеть, что приведет к повреждению труб или насосного оборудования.

Тепло передается от одного объекта к другому почти так же, как вода. Объекты с неодинаковыми температурами в тепловой системе стремятся к тепловому равновесию. Более горячий объект передает часть своего тепла более холодному объекту до тех пор, пока объекты не станут одинаковой температуры. Тепло может передаваться посредством теплопроводности, конвекции и излучения.

Проводимость

Проводимость определяется как передача тепла или электричества через проводящую среду путем прямого контакта. Скорость теплопередачи зависит от того, насколько велико сопротивление между объектами с разной температурой. Во многих случаях требуется передача тепла от одной среды к другой. Приготовление пищи-это повседневный пример предполагаемой передачи тепла. Кроме того, большинство электронных компонентов работают более эффективно, если избыточное тепло, выделяемое оборудованием, рассеивается в среде, на которую добавление тепла не оказывает негативного воздействия.

Напротив, сохранение тепла в системе может быть так же важно, как и передача тепла. Поддержание содержимого трубы выше температуры замерзания в холодную погоду является обычной практикой минимизации теплопередачи.

Действует ли вещество в качестве теплопроводника или изолятора, зависит от терморезистивных свойств вещества. Тепловое сопротивление (R) - это мера способности объекта замедлять передачу тепла путем проводимости через заданную толщину вещества. Математически R равно:

где
L - толщина изоляции в дюймах,
k - теплопроводность, (BTU)(дюйм)/(фут2)(oF)(hr)

При изменении толщины (L) это влияет на значение R, или тепловое сопротивление изоляции. Значения K-это константы, которые специфичны для физических свойств данного материала. Они измеряют способность материала передавать тепло. Некоторые общие значения K, измеренные при комнатной температуре, для материалов составляют 325,300 для стали, 275,700 для меди, 0,250 для стекловолокна и 0,167 для воздуха.

Конвекция

Для иллюстрации предположим, что труба, показанная на рисунке 1, состоит из 1" стекловолоконной изоляции, а воздушный зазор между стенкой трубы и изоляцией составляет 0,05". Используя уравнение значения R, вы можете рассчитать сопротивление изоляции и воздушного зазора. Соотношение двух сопротивлений указывает на то, что изоляция оказывает наибольшее влияние на общее тепловое сопротивление, а незначительные недостатки при нанесении изоляции минимальны.

Процент сопротивления, обусловленного воздушным зазором, равен 0,299, деленному на 4,299, или 6,95 процента.

Излучение

Потеря лучистого тепла происходит в результате того, что молекулы с высокой энергией передают тепло посредством волн или частиц. Для того чтобы от излучения произошли значительные потери тепла, более горячая поверхность должна быть значительно выше температуры окружающей среды-намного выше, чем это наблюдается в типичных приложениях с тепловыми следами. Поэтому теплопотерями от излучения можно пренебречь.

В практических приложениях с низкой и средней температурой конвекция и излучение составляют около 10 процентов от общих теплопотерь системы. Добавив 10 процентов, можно рассчитать общую формулу для расчета теплопотерь системы через проводимость, конвекцию и излучение.

Расчеты Теплопотерь 

Проводимость является обратной величиной сопротивления R и может быть выражена как U = 1/R или U = k/L. Поэтому другим способом выражения основных теплопотерь (Q) является:

BTUs и Ватты:

Приведенное выше уравнение вычисляет теплопотери всей площади квартиры в БТЕ/час, но электроэнергия обычно продается в киловатт-часах. Следовательно, для преобразования уравнения из BTU в ватты требуется коэффициент преобразования. Один ватт равен 3,412 БТЕ. Изменение уравнения дает новую формулу:

Если у Вас остались вопросы, мы будем рады Вам помочь. С нами можно связаться любым удобным способом: