Методика оценки последствий перехода на закрытую схему горячего водоснабжения в системах централизованного теплоснабжения

С 1 января 2022 года в России начнется переход на закрытую схему горячего водоснабжения в системах централизованного теплоснабжения. Цель исследования – предложить методику оценки последствий данного перехода. Алгоритм действий включает в себя: определение эксплуатационного удельного расхода сетевой воды на ГВС при неавтоматизированном непосредственном водоразборе при изменении температуры наружного воздуха; разработку необходимого режима закрытого ГВС; анализ фактически возможного режима неавтоматизированного потребления в системе теплоснабжения; определение эксплуатационного удельного расхода сетевой воды ГВС в неавтоматизированных системах ГВС при непосредственном водоразборе с учетом специфики работы источника теплоснабжения; расчет расхода сетевой воды на циркуляцию воды в неавтоматизированных системах ГВС; анализ гидравлического режима до и после перехода на закрытую схему; предложение рекомендаций. Применение методики оценки последствий перехода на закрытую схему ГВС в системах централизованного теплоснабжения показало, что на величину расхода подпиточной воды от теплового источника влияет изменение фактического потребления ГВС и температура холодной и горячей воды. На основании проведенного исследования можно заключить, что техническая возможность повсеместного перехода на закрытую схему отсутствует. Рекомендовано при проведении гидравлических расчетов для подготовки технических заключений и режимных карт опираться на фактические значения теплопотребления; использовать показания приборов учета и учитывать значительную долю неавтоматизированных ГВС при расчете норматива потребления ГВС; учесть при формировании тарифа на теплоснабжение потери тепловой энергии на подогрев полотенцесушителей, внутридомовые потери инженерных сетей жилого дома при четырехтрубной системе теплоснабжения.

1. Липовка Ю.Л., Венин А.С., Михайлова А.С. Гидравлический режим тепловой сети при переходе с открытой на закрытую систему теплоснабжения // Энергосбережение и водоподготовка. 2019. № 6 (122). С. 53–56.

2. Guelpa E. Impact of thermal masses on the peak load in district heating systems // Energy. 2021. Vol. 214. p. 118849. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118849.

3. Степанов К.И., Мухин Д.Г. Анализ эффективности абсорбционного бромистолитиевого термотрансформатора с двухступенчатой абсорбцией в составе газифицированных энергетических установок // Теплоэнергетика. 2021. № 1. С. 43–51.

4. Лежанин М.В. Внедрение солнечных коллекторов в систему горячего водоснабжения зданий в республике Саха (Якутия) // Энергетик. 2019. № 8. С. 22–25.

5. Chicherin S., Zhuikov A., Junussova L., Yelemanova A. Multiple-fuel District Heating System of a Transportation Facility: Water Performance-based View // Transportation Research Procedia. 2021. Vol. 54. p. 31–38. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2021.02.044.

6. Ivanko D., Sørensen Å.L., Nord N. Splitting measurements of the total heat demand in a hotel into domestic hot water and space heating heat use // Energy. 2021. Vol. 219. p. 119685. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.119685.

7. Fitó J., Hodencq S., Ramousse J., Wurtz F., Stutz B., Debray F., et al. Energy-and exergy-based optimal designs of a low-temperature industrial waste heat recovery system in district heating // Energy Conversion and Management. 2020. Vol. 211. p. 112753. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.112753.

8. Kristensen M.H., Hedegaard R.E., Petersen S. Long-term forecasting of hourly district heating loads in urban areas using hierarchical archetype modeling // Energy. 2020. Vol. 201. p. 117687. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117687.

9. Алхасов А.Б., Алхасова Д.А. Комплексное использование низкопотенциальных термальных вод юга России для тепло-, водоснабжения и решения экологических проблем // Теплоэнергетика. 2019. № 5. С. 82–88. https://doi.org/10.1134/S0040363619050011.

10. Braas H., Jordan U., Best I., Orozaliev J., Vajen K. District heating load profiles for domestic hot water preparation with realistic simultaneity using DHWcalc and TRNSYS // Energy. 2020. Vol. 201. p. 117552. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117552.

11. Chicherin S., Mašatin V., Siirde A., Volkova A. Method for Assessing Heat Loss in A District Heating Network with A Focus on the State of Insulation and Actual Demand for Useful Energy // Energies. 2020. Vol. 13. № 17. p. 4505. https://doi.org/10.3390/en13174505.

12. Zhuikov A.V., Kolosov M.V., Radzyuk A.Yu., Chicherin S.V. Research of energy efficiency of temperature control systems in buildings // AIP Conference Proceedings. 2021. Vol. 2337. № 1. p. 030014. https://doi.org/10.1063/5.0046540.

13. Самарин О.Д. Анализ надежного и безопасного теплоснабжения жилых зданий с использованием отработанной воды после подогревателей ГВС // Надежность и безопасность энергетики. 2020. Т. 13. № 1. С. 41–47. https://doi.org/10.24223/1999-5555-2020-13-1-41-47.

14. Ливчак В.И. О нормировании коммунальной услуги на горячее водоснабжение в многоквартирных домах // Сантехника. 2019. Т. 1. № 1. С. 32–39.

15. Ливчак В.И. Предложение к изменению норматива коммунальной услуги в тепловой энергии на горячее водоснабжение многоквартирных домов и гостиниц // Сантехника. 2019. № 2. С. 52–55.

16. Ваньков Ю.В., Запольская И.Н., Измайлова Е.В., Загретдинов А.Р., Плотникова Л.В. Снижение энергопотребления при переходе на горячее водоснабжение от индивидуальных тепловых пунктов // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2019. Т. 11. № 1. С. 19–27.

17. Ваньков Ю.В., Запольская И.Н., Гапоненко С.О., Мухаметова Л.Р. Повышение надежности транспортировки тепловой энергии до потребителей в условиях модернизации системы горячего водоснабжения // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2020. Т. 12. № 4. С. 29–37.

18. Wirtz M., Kivilip L., Remmen P., Müller D. 5th Generation District Heating: A novel design approach based on mathematical optimization // Applied Energy. 2020. Vol. 260. p. 114158. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.114158.

19. Volkova A., Krupenski I., Ledvanov A., Hlebnikov A., Lepiksaar K., Latõšov E., et al. Energy cascade connection of a low-temperature district heating network to the return line of a high-temperature district heating network // Energy. 2020. Vol. 198. p. 117304. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117304.

20. Farouq S., Byttner S., Bouguelia M.R., Nord N., Gadd H. Large-scale monitoring of operationally diverse district heating substations: A referencegroup based approach // Engineering Applications of Artificial Intelligence. 2020. Vol. 90. p. 103492. https://doi.org/10.1016/j.engappai.2020.103492.