Estimation of building insulation efficiency under the conditions of centralized heat supply with branched heat networks

Abstract

EN: The paper considers the influence of building insulation on the thermal state of distribution pipelines of a centralized heating network for some characteristic laws of changing the flow rate of the heat carrying agent along the length of a heat pipe. Formulas are proposed for determining changes in heat losses by the supply pipelines of a multibranch network serving a group of buildings in the conditions of winterization. The formulas were obtained under the assumption that the heat pipe diameter varies along the length of the network not discretely from site to site, but monotonously from the maximum value at the beginning of the network to the minimum value at the connection to the system of the farthest consumer on a branch. The change in heat carrying agent flow rate along the length of network branches is also assumed to be monotonous. The formulas are obtained provided that the level of decrease in the calculated heating load of all buildings is the same. A comparison of the calculations results by the proposed formulas with the results of calculations obtained with the methods used in the practice of designing heating networks is performed. With a decrease in the design heating load due to building insulation by 60%, the maximum discrepancy in the results does not exceed 5%. The obtained formulas can be used in the development of algorithms for evaluating the effectiveness of alternatives upon thermal modernization of district heating systems.

UA: У роботі розглянуто вплив утеплення будівель на тепловий стан розподільних трубопроводів централізованої опалювальної мережі для деяких характерних законів зміни витрати теплоносія по довжині теплопроводу. Запропоновано залежності для визначення зміни теплових втрат подавальних трубопроводів розгалуженої мережі, яка обслуговує групу будинків, при утепленні будинків. Залежності отримані в припущенні, що діаметр теплопроводу змінюється по довжині мережі не дискретно від дільниці до дільниці, а монотонно від максимального значення на початку мережі до мінімального значення на вводі в систему найбільш віддаленого на гілці споживача. Зміна витрати теплоносія по довжині гілки мережі також при цьому передбачається монотонним. Залежності отримані за умови, що рівень зниження розрахункового опалювального навантаження всіх будівель однаковий. Виконано порівняння результатів розрахунків за запропонованими формулами з результатами розрахунків, отриманих з використанням методик, що застосовуються в практиці проектування теплових мереж. При зменшенні розрахункового опалювального навантаження за рахунок утеплення будинків на 60% максимальна розбіжність результатів не перевищує 5%. Виконано також оцінку зміни втрат теплоти трубопроводами мережі при застосуванні зниженого температурного графіка регулювання відпустку теплоти. Отримані залежності можуть бути використані при розробці алгоритмів оцінок ефективності варіантів термомодернізації систем централізованого теплопостачання.