ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ ПРИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБСЛЕДОВАНИЯХ

 

                                                                                              А.В. Пожидаев, С.М. Сафьянц, Д.Л. Безбородов

                                                                                                                   Донецкий национальный технический университет

 

Решение проблемы повышения энергоэффективности работы систем ЖКХ начитается с энергетических обследований предприятий, общественных организаций, госбюджетных структур, жилищного массива и т.д., обеспечения энергетическими паспортами всех объектов, с дальнейшим выявлением нерациональных потерь тепла и разработкой энергосберегающих мероприятий.

Для ускорения процесса обследования предлагаю для прогнозирования возможных нерациональных потерь тепла при энергетическом обследовании помещения использовать информацию по распределению тепловых потоков в помещении, полученную с помощью известной модели - «Моделирование теплового состояния помещения при различных системах отопления с применением программного комплекса ANSYS».

Проводя энергетическое обследование абонентов в системе ЖКХ, необходимо обращать внимание на распределение тепловых потоков объекта. Основное тепло внутри помещения, как правило, абоненты получают от различных типов отопительных приборов, в том числе и радиаторов.

         Поскольку сравнение экспериментально полученных справочных значений по распределению температур в помещении не позволяет получить полную картину взаимодействия и взаимного влияния конвективных тепловых потоков и потоков, обусловленных тепловым излучением с поверхности радиаторов, а также потоков воздуха, обусловленных взаимных расположением входного и выходного вентиляционных отверстий в помещении, встает вопрос об их оценке расчетными методами с использованием систем визуального программирования.

Благодаря электронному методу на основе математического анализа в пакете программ ANSYS, появилась возможность визуального, трёхмерного анализа возможных ситуаций.

Входящие параметры данной системы можно разделить на: геометрические (размер помещения, оконных проёмов, вентиляционных отверстий), климатические (температура окружающего воздуха, расход воздуха), параметры теплоносителя (вид, температура на входе), термические (термическое сопротивление, коэффициенты тепловосприятия и теплоотдачи).

Теплопотери помещений в жилых и гражданских зданиях складываются из теплопотерь через ограждающие конструкции (стены, окна, полы, перекрытия) и расходов теплоты на нагрев воздуха, инфильтрующегося в помещения через неплотности в ограждающих конструкциях.

По результатам анализа полученных данных при построении математической модели стало возможным сделать прогноз распределения тепловых потоков на исследуемом объекте, распределение температур, давлений и скоростей нагреваемого воздуха в помещении. Все эти данные позволяют определить тепловые потери и соответствие параметров данного объекта условиям климатического комфорта, а также выбрать оптимальную тепловую нагрузку на основе анализа закономерностей тепловых потоков в помещении.

 

На рисунке 1 изображено распределения тепловых потоков на исследуемом объекте. Для наглядности значения температур и распределение температурных полей изображены на разрезе обследумого объекта на рисунке 2.

 

 

                                                                                  Рисунок 1 – Распределение тепловых потоков обследуемого помещения

 

              

                                                            Рисунок 2 – Значения температур и распределение температурных полей на разрезе обследумого объекта

 

Внедрение данного мероприятия позволит сократить время анализа ситуации и ускорит время внедрения разработанных энергосберегающих мероприятий. В результате на обследуемом объекте сократятся потери тепла, электрической энергии, горячей воды и т.д., а на котельной данное снижение ресурсов приведёт к сокращению удельных расходов тепла и, как следствие, к уменьшению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

При удельных затратах на обследуемую единицу 120,5 тыс. грн./объект на обследуемом учреждении и на предприятии, обеспечивающее теплоснабжение объекта, годовая экономия составит в среднем 45 тыс./грн.

Выбор оптимальной тепловой нагрузки на обследуемых организациях бюджетной сферы, позволит уменьшить перерасход топлива на котельных, подающих им тепло. Экономия топлива 0,29 м³/Гкал, что приведёт к снижению вредных выбросов на 12%.