CC BY
62
This article presents a method that allows you to take into account the negative impact of a radiation source (IR) on an optical cable, assess its survivability and overall fiberoptic communication lines.
Key words: optical cable, fiber-optic communication line, radiation source, neutrons, single-mode cable, neutron flux, probability of failure of the fiber-optical transmission system, radiation source power, color centers.
Plut Mikhail Nikolaevich, candidate of technical sciences, docent, moroz19558@yandex. ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after Marsha la Soviet Union S.M. Budyonny,
Gubska Oksana Alexandrovna, teacher, oksanochka23932393@mail. ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after Marsha la Soviet Union S.M. Budyonny,
Fat'yanova Elena Valentinovna, teacher, fatlen77@mail.ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after Marsha la Soviet Union S.M. Budyonny
УДК 628.81
ПОФАСАДНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
И.В. Золотухин, К.Э. Куракин, Д.Н. Гула
Статья посвящена потерям тепла в системах отопления зданий и методам регулирования этих потерь. Даются рекомендации по снижению потерь тепла. Предлагается способ пофасадного регулирования, приводятся примеры расчета систем отопления и схема устройства индивидуального теплового пункта с пофасадным регулированием.
Ключевые слова: тепловая энергия, пофасалное регулирование.
Отопление обеспечивает необходимый тепловой режим зданий и сооружений в зимний период года. Поэтому в регионах с суровым и продолжительным отопительным сезоном, типичным для большей части нашей страны, эффективное использование энергии для отопления зданий и сооружений является определяющим моментом энергосбережения при теплоснабжении зданий [1].
Потери теплоты помещениями через ограждающие конструкции Q0гр определяются путем суммирования потерь теплоты через отдельные
наружные ограждения и потерь (поступлений) теплоты через внутренние ограждения, если температура воздуха в помещениях отличается более чем на 3 оС по формуле (1):
Qогр = ^в - ^ М1 + X в), (1)
138
где k - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м2К), [ккал/(ч м2 оС)], равный к = 1/Л пр ; Л0 пр - приведенное сопротивление
теплопередаче ограждения, (м2К)/Вт, [(ч м2 оС/ккал]; А - площадь ограждающих конструкций, м2; и - температура воздуха в помещении, оС; ^ - расчетная температура наружного воздуха, оС; п - поправочный коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, оС; в - добавочные теплопотери на ориентацию помещений, в угловых помещениях, на инфильтрацию наружного воздуха в помещения.
Приведенная формула расчета потерь теплоты помещениями не учитывает влияние силы ветра, которое зависит от ориентации фасадов зданий относительно господствующих направлений ветра в регионе.
Пофасадное регулирование системы отопления. Идея пофасадного регулирования системы отопления здания состоит в том, что система отопления выполняется раздельной по фасадам здания. Из индивидуального теплового пункта (ИТП) в системы отопления помещений, прилегающие к разным фасадам, подается теплоноситель с различными температурой и расходом [2].
Формула для расчета часового расхода теплоты в здании с пофасадным регулированием системы отопления Qоw с учетом силы ветра (2) имеет вид:
Qоw = ^о + Qб)(?в - №в - )[а + У2 (1 - а}]- Qб, (2) где Qо - максимальное расчетное потребление тепловой энергии системой отопления при расчетной температуре наружного воздуха и скорости ветра wp, кВт (Гкал/ч); Qб - бытовые тепловыделения, кВт (Гкал/ч); и -температура воздуха в помещении, оС; ¿нср - текущая средняя за рассматриваемый период температуре наружного воздуха оС; ^ - расчетная температура наружного воздуха, оС; а - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние ветра на теплопотребление здания: при Wi =0 м/с а = 1, w2 =2 м/с а = 0,94, при wз =5 м/с а = 0,78, при W4 =10 м/с а = 0,51; wi - текущая средняя за рассматриваемый период скорость ветра, м/с; wp - скорость ветра, кВт (Гкал/ч).
Оценим часовой расход теплоты QоW с учетом силы ветра для общественного здания, расположенного в Санкт-Петербурге, при следующих исходных данных [3]:
максимальное расчетное потребление тепловой энергии системой отопления Qо =1 Гкал/ч;
бытовые тепловыденения Qб = 0,1 Гкал/ч; температура воздуха в помещении и =20 оС;
текущая средняя за рассматриваемый период температуре наружного воздуха ?нср = -1,8 оС;
расчетная температура наружного воздуха ^ = -24 оС; средняя за рассматриваемый период скорость ветра Wр не превышает 5 м/с;
продолжительность отопительного периода 220 суток; при w1 = 0 м/с, Оо„ = (1 + 0,1)(20+1,8)/(20 + 24) - 0,1 = 0,445 Гкал/ч; при W2 = 2 м/с, 0оw = (1 + 0,1)(20 + 1,8)/(20 + 24)[0,94 + + У2 (1 - 0,94)(2/5)2] - 0,1 = 0,415 Гкал/ч;
при wз =5 м/с, 0оw = (1 + 0,1)(20 + 1,8)/(20 + 24)[0,78 + + У2 (1 - 0,78)(5/5)2] - 0,1 = 0,386 Гкал/ч.
Экономия тепловой энергии при пофасадным регулировании составляет АРом, = 0,445 - 0,386 = 0,059 Гкал/ч, а в течении отопительного периода ДО = 0,059*220*24 = 311,5 Гкал/год.
Оценим часовой расход теплоты Оо с учетом бытовых тепловыделений Об для общественного здания, расположенного в г. Санкт-Петербурге, при исходных данных предыдущего примера и силе ветра w3 = 5 м/с:
при Об = 0 Гкал/ч, 0оw = (20 + 1,8)/(20 + 24)[0,78 + У2 (1 - 0,78) (5/5)2 = 0,441 Гкал/ч;
при Об = 0,1 Гкал/ч, Ооw = (1 + 0,1)(20 + 1,8)/(20 + 24)[0,78 + + У2 (1-0,78)(5/5)2] - 0,1 = 0,386 Гкал/ч;
при Об = 0,2 Гкал/ч, 0оw = (1 + 0,2)(20 + 1,8)/(20 + 24)[0,78 + + У2 (1-0,78)(5/5)2] - 0,2 = 0,330 Гкал/ч.
Экономия тепловой энергии при пофасадным регулировании с учетом бытовых тепловыделений составляет ДО^ = 0,441 - 0,330 = = 0,111 Гкал/ч, а в течении отопительного периода ДО = 0,111*220*24 = = 586,08 Гкал/год.
Принципиальные схемы ИТП для пофасадного регулирования систем отопления показаны на рис. 1 и 2.
I
Г---и
5!« система отопления «асада А 1
4- ^ 4
От водопровода
до 7
>т
Рис. 1. Принципиальная схема ИТП для пофасадного регулирования системы отопления для случая, когда температура в тепловой сети равна температуре в системе отопления: 1, 2, 5, 8 - запарный орган; 3, 4 - фильтр; 6 - клапан запорно-регулирующий; 7 - обратный клапан; 9 - предохранительный клапан; 10 - клапан регулируюий седельный; 11 - электропривод клапана; 12 - трехходовой кран; 13 - манометр; 14 - термометр; 15 - датчик температуры; 16 - датчик температуры наружного воздуха; 17 - регулирующий орган
(контроллер) 140
г---к
„ I а б
^ 14 система отопления фосада А
5-ЙЖ-—-—-
__I—;
Рис. 2. Принципиальная схема ИТП для пофасадного регулирования системы отопления для случая, когда температура в тепло сети вышетемпературы в системе отопления: 1, 2, 5, 8 - запарный орган; 3, 4 - фильтр; 6 -клапан запорно-регулирующий; 7 - обратный клапан; 9 - предохранительный клапан; 10 - клапан регулируюий седельный; 11 - электропривод клапана; 12 - трехходовой кран; 13 - манометр;
14 - термометр; 15 - датчик температуры; 16 - датчик температуры наружного воздуха; 17 - регулирующий орган (контроллер); 18 - насос с частотным регулированием
Схемы работают следующим образом. Сетевая вода из подающего трубопровода тепловой сети поступает в системы отопления каждого из фасадов. На системах отопления установлены клапаны регулируюие седельные 10, которые с помощью электроприводов 11 поддерживают требуемую температуру воздуха в помещениях в зависимости от показаний датчиков температуры 15, установленных на подающих и обратных магистралях системы отопления и датчика наружного воздуха. Сигналы с датчиков температуры 15 подаются на контроллер 16, который управляет открытием или закрытием клапанов 10.
Заключение. Регулирование систем отопления зданий и сооружений позволяет снизить потери тепла за счет упорядочения этих потерь с применением индивидуального теплового пункта с пофасадным регулированием. Схема ИТП с пофасадным регулированием системы отопления учитывает солнечные дни при подаче тепла потребителям, подается разная температура теплоносителя на южный и северный фасад.
1. Свистунов В.М., Шишкин Е.В., Сеньченков В.И., Пудиков В.В., Некрасов И.Н., Глуханов А.С., Ковалёв В.В. Отопление и вентиляция специальных фортификационных сооружений: учебное пособие. СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2016. 210 с.
Список литературы
2. Симонов К.С., Проскуряков А.Е., Грязных А.А., Рябцев О.А. Оценка потенциала энергосбережения при пофасадном регулировании отпуска теплоты на отопление // Материалы VI Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум». 2014 [Электронный ресурс] URL: http://www. scienceforum.ru/2014/article/2014003432 (дата обращения: 28.02.2020).
3. Варфоломеев Ю.М., Кокорин О.Я. Отопление и тепловые сети: учебник. М.: ИНФРА-М, 2014. 480 с.
Золотухин Игорь Валентинович, канд. техн. наук, доц., старший преподаватель, demie@yandex. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского,
Куракин Константин Эдуардович, канд. техн. наук, преподаватель, petrokomfort@yandex. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского,
Гула Дмитрий Николаевич, канд. техн. наук, преподаватель, dimas. gula@yandex. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского
FACADE REGULATION OF HEA TING SYSTEMS FOR BUILDINGS AND STRUCTURES
I.V. Zolotukhin, K.E. Kurakin, D.N. Gula
The article is devoted to heat losses in heating systems of buildings and methods for regulating these losses. Recommendations are given to reduce heat loss. A method of facade regulation is proposed, examples of calculation of heating systems and a diagram of an individual heating unit with facade regulation are given.
Key words: thermal energy, frontal regulation.
Zolotukhin Igor Valentinovich, candidate of technical sciences, docent, senior lecturer, demie@yandex. ru, Russia, St. Petersburg, Military-space academy of a name A.F. Mozhayskogo,
Kurakin Konstantin Eduardovich, candidate of technical sciences, lecturer, petrokomfort@yandex. ru, Russia, St. Petersburg, Military-space academy of a name A.F. Mozhayskogo,
Gula Dmitry Nikolaevich, candidate of technical sciences, lecturer, dimas.gula@yandex. ru, Russia, St. Petersburg, Military-space academy of a name A.F. Mozhayskogo
