Quality assurance for hot water supply from dh system: Simulation tool and application

Abstract

Widely developed DH systems in Lithuanian towns and small settlements undergo modernisations aimed to increase their efficiency and heat supply quality. Typically, modernisations include the replacement of building heat substations, the reduction of heat losses in pipes and more efficient heat production, including the use of indigenous fuel resources. It was notified that new heat substations equipped with automatic heating control devices have backward impact on the technological parameters of DH networks. Modelling tools for simulation of hydraulic and thermal parameters in the network allow estimating of potential deviation of heat carrier temperature with loading variations not only during the season of the year, but also over day and night. Special technical measures can be taken to avoid unduly low heat carrier supply temperatures and violation of hot water supply quality requirements. Cost estimation of such measures versus the option of full network renovation is presented in the article.

Iš centralizuoto šilumos tiekimo sistemos tiekiamo karšto vandens kokybės užtikrinimas: modeliavimo programa ir jos taikymas

Santrauka. Pastatų aprūpinimas šiluma ir karštu vandeniu iš centralizuoto šilumos tiekimo sistemų Lietuvoje ‐ vyraujantis šilumos tiekimo būdas miestuose ir miesteliuose. Tačiau, atsijungus didelei daliai pramonės vartotojų ir sumažėjus šilumos poreikiui šildant patalpas ir karšto vandens ruošai, esamais šilumos tiekimo tinklais ne visada užtikrinama šilumos tiekimo paslaugos kokybė visiems vartotojams, ypač labiau nutolusiems nuo šilumos gamybos šaltinio. Nepalankiausias tam laikas yra vasara, kai šiluma tiekiama tik karšto vandens ruošai ir santykiniai šilumos tiekimo nuostoliai labai padidėja dėl mažo šilumos poreikio. Be to, šilumos poreikiai keičiasi ir paros metu, naktį sumažėja iki penktadalio vidutinės apkrovos. Nauji, modernūs šilumos punktai, aprūpinti automatinio srauto reguliavimo įtaisais, veikia tinklais tekančio šilumnešio srautą ir, sumažėjus tekėjimo greičiui, šis ataušta dėl šilumos nuostolių per vamzdynų izoliaciją. Dėl to toli esančius vartotojus pasiekia šilumnešis, kurio temperatūra yra per žema ir neatitinka sanitarinių‐higieninių normų. Vartotojų nusiskundimai dėl nepakankamos karšto vandens temperatūros patvirtina, kad ši problema realiai egzistuoja. LEI sukurta kvazidinaminio tinklų hidraulinio ir šiluminio modeliavimo programa TINKLAS bei atliktas tipiško nedidelio miestelio šilumos tiekimo modeliavimas leido nustatyti vartotojus, kuriems tiekiant karštą vandenį vasarą iškyla sunkumų. Pasiūlyti galimi techniniai sprendimai ‐ vamzdynų skersmens pakeitimas ir iš katilinės tiekiamo šilumnešio temperatūros bei cirkuliuojančio šilumnešio srauto padidinimas. Parodyta, kad didelių investicijų reikalaujančios vamzdynų rekonstrukcijos problema gali būti laikinai išspręsta padidinant cirkuliaciją problemiškuose punktuose ir minimaliai padidinant tiekimo sąnaudas.

Reikšminiai žodžiai: centralizuotas šilumos ir karšto vandens tiekimas, tinklų hidraulinis ir šiluminis modeliavimas, kvazidinaminis modelis, šilumos tiekimo kokybė.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : district heating (DH), domestic hot water (DHW) supply, heat supply quality, hydraulic and thermal simulation, loading patterns