KAUGKÜTTE SOOJUSVÕRKE ISELOOMUSTAVAD SUURUSED SOOJUSVÕRGU TORUDE DIAMEETRITE OPTIMEERIMINE Aleksandr Hlebnikov

Sissejuhatus Käesoleva töö eesmärgiks on soojusvõrgu soojuskadude arvutusmudeli koostamine ja selle rakendamine soojusisolatsiooni tegeliku seisundi väljaselgitamiseks tegelike soojuskadude alusel. Iga vaadeldud soojusvõrgu kohta on tehtud arvutusmudel, mille abil tegelike soojuskadude alusel on leituid soojusisolatsiooni hinnangulised soojusjuhtivustegurid ja maaaluses kanalis asuvate torude soojusläbikandetegurid. Arvestades soojusläbikandeteguri sessoonset muutust on võimalik anda saadud tulemuste alusel soovitusi soojuskadude arvutuslikuks hindamiseks ka teistes soojusvõrkudes, kus puudub ülevaade tegelikest soojuskadudest.

Põhiline suurus, mille järgi saab hinnata soojusvõrgu efektiivsust on soojuskaotegur qhlf.. Soojuskaotegur näitab, kui suur osa soojusvõrku väljastatud soojusest ei jõudnud tarbijateni. Soojuskaotegur ei sõltu mitte ainult soojusisolatsiooni efektiivsusest.

Soojuskaotegur on määratud nelja parameetriga: Üldine soojusläbikandetegur Ko, W/(m2·K), iseloomustab soojusisolatsiooni efektiivsust; Torude eripind A/L, m2/m, iseloomustab torude keskmist suurust; Kraad-tundide arv ∫Θdτ, oC·h, iseloomustab soojuskandja temperatuuritaset sõltuvalt aastakeskmiset välisõhu temperatuurist; Soojusvõrgu erikoormus Q/L, MW·h/m, iseloomustabsoojustarbimise tihedust.

Soojusvõrgu üldise soojusläbikandeteguri võib arvutada välja, teades soojustrassi konstruktsiooni ja kasutatud soojusisolatsioonmaterjale. Antud uuringus on üldine soojusläbikandetegur leitud teades tegeliku soojuskadu võrgus. Soojusvõrgu tegelik soojuskadu on saadud aasta jooksul soojusvõrku väljastatud ja tarbijate saadud soojushulkade vahena.

Soojusvõrgu soojuskaotegur on järgmine: Qhlf-soojusvõrgu jaotussoojuskadu aastas, MW·h, Q-soojusvõrku aasta jooksul väljastatud soojushulk, MW·h.

Üldine soojusläbikandetegur Ko , W/(m2·K) on järgmine:

Tulemused Kasutades kirjeldatud meetodit on leitud üldine soojusläbikandetegur erinevatele Tallinna linna ja Eesti teiste linnade soojusvõrkudele ja läbiviidud soojusvõrkude seisundi objektiivne analüüs. Arvutuste tulemused on esitatud järgmistel joonistel. Võrdluseks on esitatud sarnased andmed ka Rootsi soojusvõrkude kohta. Tallinna ja ka teiste Eesti linnade maaaluste trasside üldine soojusläbikandetegur on oluliselt kõrgem (kuni 3-4 korda) kui sama diameetriga eelisoleeritud torudest maaalusel trassil.

Tallinna soojusvõrkude üldine soojusläbikandetegur sõltuvalt soojusvõrgu keskmisest diameetrist

Eesti linnade soojusvõrkude üldine soojusläbikandetegur sõltuvalt soojusvõrgu keskmisest diameetrist

Maaaluses kanalis asuvad vanad soojusvõrgud on väga tundlikud niiskuse suhtes. Vihmavesi ja lume sulamisel tekkiv vesi sattub kanalisse ebatiheduste kaudu, ning olulisel määral suurendab soojusläbikandetegurit vanas soojusvõrgus. Joonisel on toodud Võru soojusvõrk. Täielikult rekonstrueeritud Orissaare soojusvõrgus niiskus ei tungi sisse ja üldine soojusläbikandetegur ei suurene.

Võru linna Võrusoo soojusvõrgu torude üldine soojusläbikandetegur sõltuvalt ilmastiku tingimustest aastatel (1995-1999)

Orissaare soojusvõrgu torude üldine soojusläbikandetegur sõltuvalt ilmastiku tingimustest aastatel (1996-1999)

Tallinna soojusvõrkudes mahuline erikoormus on 14-63 MW·h/m3 ja lokaalsetes võrkudes on 150-202 MW·h/m3. Võrdluseks mahuline erikoormus Rootsi tüüpilistes võrkudes on oluliselt suurem 160-170 MW·h/m3 ja ühepereelamute soojusvõrkudes on veelgi suurem 300-500 MW·h/m3. Eesti väikelinnade soojusvõrkudes mahuline erikoormus on suurem kui Tallinna võrkudes, kuid madalam kui Rootsi tüüpilistes võrkudes ja on vahemikus 59-233 MW·h/m3 Arvutuste tulemused näitavad, et Tallinna ning Eesti väikelinnade soojusvõrkude torud on üledimensioneeritud.

Tallinna soojusvõrkude mahuline erikoormus sõltuvalt pikkuseliseterikoormusest aastatel 1999-2003.

Eesti väikelinnade soojusvõrkude mahuline erikoormus sõltuvalt pikkuseliset erikoormuset aastatel 1996-2002.

Üledimensioneeritud torud suurendavad võrgu soojuskadusid. Arvutuste tulemused näitavad seda, et Tallinnas ja samuti ka teiste linnade võrkudes torud on üledimensioneeritud. Vaadeldud soojusvõrkude torude üledimensioneerituse põhjuseks võib olla see, et võrgud olid projekteeritud suuremale võimsusele, eeldades edasise arengu võimalust. Tänapäeval soojustarbimine on mõnevõrra vähenenud: suurte tööstustarbijate arv vähenes, eratarbijad püüavad soojust säästa.

Järgmistes tabelites on esitatud soojusvõrke iseloomustavad suurused, millede abil on võimalik objektiivselt hinnata nende seisukorda. Võrdluseks on toodud andmed Rootsi tüüpiliste soojusvõrkude kohta.

Tallinna soojusvõrke iseloomustavad suurused

Eesti väikelinnade soojusvõrke iseloomustavad suurused

Rootsi soojusvõrke iseloomustavad suurused

Soojusvõrgu torude sisediameetrite optimeerimine

Soojusvõrgu torude sisediameetrite optimeerimine

Erirõhukadu soojusvõrgu torudes

Vee kiirus soojusvõrgu torudes

Torude sisediameeter sõltuvalt soojuskoormusest

Vanade ja optimeeritud soojusvõrkude võrdlus

Vanade ja optimeeritud soojusvõrkude võrdlus

Tänan tähelepanu eest!