. }iдJ<

E'91
1.:;;' .
'@;.;,"ш/.'
&1:111
';,}..Jf'
:..
&,[

.с TjF
..,'$
d!
..
9h """'!1i k
. ш
,
...-Jr 
:.М'СIОВСIИЙ .:.....
Э. ....fЕI,ич 1 Ес.Ки.й
и ..... II ш с ...... , ш и ш.... I .... У ... 1
. .. .... .. Z' .
. .. ш. ..
ш ........ ..... ш
ш ............ .... ш
(lеХ1t1Иj,еС,III.J .. " в е р с и т е т)
"

А.Л. Ефимов
ЭНЕРrОБАЛАНСЫ
ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
Учебное пособие
::,>-:;"'>
/"
"f
ci
щ
......... 1 I
I-H + t + t +H. t + 1 + t .;. t 1' 1 :'" t :) I
L.,L'"r .,- ,L,- .,-L.., .,- .. ..  I
j !L!L!UL2L!L!1..!1.:LIl:\.


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРrЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
А.Л. ЕФИМОВ
ЭНЕРrОБАЛАНСЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
по курсу
«Энерrетические и водные балансы промьшшеЮIЫХ предприятий»
для студентов, обучающихся по специальностям
«Энерrообеспечение промышленных предприятий»,
«Промьшшенная теплоэнерreтикю>,
«Энерrетика теплотехнолоrии»
Под редакцией ол. ДанШlO6
Москва
Издательство МЭИ
2002

9fs 11$/;1 р
УДК
65
Е912
УДК:658.26 (075.8)
ПРЕДИСЛОВИЕ
ISBN 5 704608736
в пособии изложены основные методы расчета составляющих энерrо
баланса промышленноrо предприятия и оценки эффективности использова
ния топливно--энерrетических ресурсов (ТЭР). Особое внимание уделено оп
ределенmo топливо и энерrопотребления различными видами промышлен
Horo оборудования, технолоrическими, санитарнотехническими системами
и др. Даны рекомендации по вычисленmo энерrопотребления оборудованием
и системами, работающими в установившемся и периодическом режимах, по
учету сменноrо характера работы предприятия, суточных и сезOlШЫХ колеба
пий нarpузки и параметров наружноro воздуха. ПрОИЛJDOстрирована взаимо
СВЯЗЬ и различие термодинамических, удельных энерrетических и технико
экономических показателей и их влияние на выбор и оценку эффективности
источника и системы теплоснабжения. Приведены конкретные примеры pac
четов составляющих энерrобалансов и вариaнrов расчетных заданий по
курсу «Энерrобалансы промышленных предприятий». Рассмотрен вопрос об
орrанизации коммерческоrо учета потребления теплоты и теплоносителей на
ПРОМЬШIЛенных объектах.
Автор блarодарит своих коллеr докт. техн. наук ал. Данилова, канд.
техн. наук доц. Л.И Арюmова, А.Б. rаряева, В.И Косенкова и ив. Яковлева
за ПОМОЩЬ в подrотовке пособия к изданию.
Утверждено учебным управлением l'v1ЭИ в качестве учебносо пособия для студентов
Поосотовлено на факультете повышения квШlификацuи преподавателей l'v1ЭИ
ft,J
J<3ЛI
Рецензенты:
докт.техн.наук проф. Б.и. Леончик,
канд.техн.наук доцН.В. КШlинин
Ефимов А.Л.
ЭПЕРrОБАЛАНСЫ промылЕнных ПРЕДПРИЯТИЙ: Учебное пособие. М:
Издательство МЭИ, 20002. 84 с.
Изложены методы расчета и оценки составляющих энeprобалансов, показателей
эффективности использования топливноэнерrетических ресурсов, рекомендации по
сбору и получению необходимой для этоrо информации. Приведены примеры заданий на
вьшолнение типовых расчетов.
Для С1Удентов и слушателей ФПКП, обучающихся по специальностям
"Энерrообеспечение npoмышленных предприятий", "Промышлеиная теплоэнерrетнка".
"Энерreтика теплотехнолоrии".
Учебное издание
ЕФИМОВ Андрей Львович
ЭНЕРrОБАЛАНСЫ
ПРОМЪIШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Учебное пособие
по курсу
"Энерсетические и водные балансы промышленных предприятий"
для студентов, обучающu.xся по спецUШlЬНОСтям
"Энерсообеспечение промышленных предприятий", "Промышленная теплоэнерсеmuка ".
"Энерсетика теплотеХНOJ/Оi!Uи"
Редактор ал. Данилов
Редактор издательства О.М. rорина
ЛР .N2 020528 от 05.06.97
Темплан издания М ЭИ 2002 r. (1) , уче б н Ф ормат 60 х 84/16
Подписано к печати 17 .11 .2002 Печать офсетная
Физ. печ.л. 5.25 ТИPIIЖ 500 Изд..N2 60 Заказ 316 UeHa 16 оvб.
Издательство МЭИ, 111250, Москва, Красноказарменная, д. 14
Omечатано в типоrpафии цнии "Электроника", 117415, Москва, просп. ВepHaдCKoro, д.39
ISBN 5-70873.6 @ Московский энерrетический инcтиrут, 2002

4
5
N
1Jкэс  BQ '
rде N  электрическая мощность КЭС; В  расход топлива;
для ТЭЦ
(1.1)
Указанные значения кпд близки к технически достижимым на cero
дняшний день. для их повышения необходимо располarать более прочныIи
КОНСТРУКЦИOlПIыми материалами, применяемыми в турбо и котлостроении
или переходить от чисто паросиловых циклов к пароrазовым.
Аналоrичная сиrуация сложилась с двиrателями внутреннеrо сrорания
(ДВС). кпд современных стационарныIx дизельных установок также близок
к технически достижимому в совремеlпlыx условиях значению  около 43 %,
у автомоБильныIx ДВС  не более 33 %, причем на оmимальном режиме. При
разrонах и торможении он оказывается существенно ниже. Лимиrиpуют по
вышение кпд ДВС опять таки КОНСТРУКЦИОШIые материалы для цилиндров и
поршней, состав и качество топлива. кпд современных rазотурбиlпlыx ycтa
новок удалось довести до 38...40 %. У комбmшpованных пароraзовых YCTa
новок  до 55 %. Возможности повышения эффективности использования
ТЭР на транспорте после заменыI паровозной тяrи на электрическую и тепло
вую также были в значиrельной степени исчерпаныI. Большие надежды свя
зывали с реализацией идеи использования кинетической энерrии подвижноro
состава для выработки электроэнерrии при ero торможении. В традиционныIx
тормозныIx системах кинетическая энерrия превращается в теплоту, которая
рассеивается в окружающую среду. Но возникшие проблемы аккумулирова
ния и возврата rенерируемой при торможении электроэнерrии в электросеть
оказались значиrельно сложнее, чем казалось вначале. Работы в этом направ
лении продолж!!ются, но rовориrь о практических результатах пока рано.
Наибольшие возможности экономии ТЭР имеются в промышленности.
Эффективность их использования на промышленных предприятиях также,
как в коммунальнобытовом секторе и в сельском хозяйстве, оставляет же
лать лучшеrо. Так, например, исследования, выполнеШIые на кафедре Энер
rетики высокотемпературной теплотехнолоПIИ MOCKoBcKoro энерrетическоrо
института, показали, что коэффициеm полезноrо использования (КПИ) теп
лоты топлива в полном технолоrическом цикле производства стали, включа
ет добычу руды, ее обоrащение, получение arломерата, выплавку чуrуна и
наконец  стали, не превышает 5 %. Сходная сиrуация имеет место в произ
водствах цветныIx металлов, строиrельныIx материалов. кпд наrpевательныIx
печей кузнечнопрессовых цехов машиностроиrельныIx предприятий обычно
не превышает 5...10 % вследствие больших потерь теплоты с уходящими ra
зами, неполной зarpузки, больших интервалов времени работы печей на xo
лостом ходу, изза частых запусков и остановов при oднo и двухсменной pa
боте. Не лучше положение во мноrих производствах, в которых технолоrиче
ским процессом предусмотрено применение выпарныI,, переrоlпlыx и ректи
фикациоIпlы,, сушильных установок, моечных машин, обоrpеваемых паром
ванн rальванических линий, бассейнов для пропаривания древесиныI и др.
Сопоставление кпд и КПИ отечественныIx теплоиспользующих систем
и установок с лучшими мировыми аналоrами показывает, что эти показатели
1. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРrЕТИКИ И эколоrии в ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1.1. Масштабы и эффективиость
производства и использоваиия эиерrоресурсов в народном хозяйстве
1.1.1. Общие вопросы
ocHoBным источником энерrии в народном хозяйстве России продолжает
оставаться орrаническое топливо. По данным на 1991 r. в результате ero сжиrа
ния в стране производилось около 75 % всей вырабатываемой электроэнерrии.
Примерно 12 % давали rидроэлектростанции (IЭС) и 13 %  атомные (АЭС)
[31]. По последним сведениям общая выработка электроэнерrии в России сни
зилась. При этом доля rэс выросла почти до 20 %, дОЛЯ АЭС составляет около
15 %. Теплоэлектроценrpали (ТЭЦ), промышлеlпlыe и дрyrие котельныIe дави
в 1991 r. 68,9 % общей выработки используемой в народном хозяйстве СССР
теплоты. Еще около 31,8 % теплоты производилось в индивидуальныIx вoдo
rpейных и иных нarpевательныIx установках коммунальнобытовоrо сектора,
теплоутилизациоlпlыx установках (4 %) и электрокотлах (1,7 %). Основными
потребиrелями топливноэнерrетических ресурсов (ТЭР) являлись и продол
жают оставаться: промышленность, которая потребляла почти 55 % ТЭР; KOM
мунальнобытовой сектор  примерно 31,5 %; на дото транспорта приходи 
лось менее 9 %,на дото сельскоrо хозяйства  около 5 %.

Естественно возникает вопрос, какова эффективность производства и ис
пользования основныIx видов ТЭР? Коэффициеm полезноro действия (кпд)
наиболее совремеШIЫХ конденсационныIx тепловых электростaIЩИЙ (КЭС),
(вырабатывают только электроэнерrию) достиrает 42...43 %. Мощность энерrо
блоков на таких станциях  800...1200 МВт. кпд КЭС малой мощности с бло
ками по 5...7 МВт  не более 25 %. кпд ТЭЦ, на которых кроме электроэнер
ПIИ производится теплота (в виде пара и/или rорячей воды), достиrает в зави
симости от соотношения тепловой и электрической нarpузки и мощности ТЭЦ
60...70 %. Указанные значения кпд рассчиrывают по низшей теплотворной
способности топлива Qи Р :
для КЭС
 N+Q
1Jтэц---- BQ ' (1.2)
rде Q  тепловая мощность ТЭЦ. кпд паровых котлов, применяемых в циклах всех видов
тепловых электростанций (ТЭС), рассчитанный также по Qп Р , составляет 92...97 %.

6
MorYT быть улучшены часто в 2...3 раза и более. Столь заметное отставание
отечеС1Венной техники и технолоrии объясняется, в значшельной степеlШ,
низким уровнем тарифов на энерrию и энерrоносители, в сравнении с затра
тами на сырье, оборудование и др. Низкие тарифы поддерживались в течеlШе
мноrnx лет, чтобы облеrчиrь задачу производителей, действующих в стране,
отличающейся от дрyrnx промышленно развитых стран наиболее суровыми
климатическими условиями и оrpомными расстояниями. Это неизбежно вело
к повышению энерrоемкости продукции и услуr и тормозило работы по
энерrосбережению, особенно  в промышленности. Конкретные примеры He
рациональноrо использования ТЭР приведены в п. 1.1.2. После 1992 r. ситуа
ция стала меняться. Если до этоrо доля энерrоресурсов в себестоимости
продукции мноrих производС1В не превышала 5...15 %, то в настоящее
время она увеличилась до 40...50 % и более. Это Вынудило мноrих PYKOBO
дителей предприятий, выживших в этот непростой период, активно прово
ДИIЪ политику энерrосбережения. Koныe направления, методы и техни
ческие решения, позволившие снизить затраты энерrии в промышленности,
рассмотрены в п. 1.1.4.
ПроведеlШе политики энерrосбережения в нашей стране важно He
смотря на то, что на доmo России приходится около 30 % мировых запасов
орrаническоrо топлива Значительную часть добываемоrо топлива страна
вынуждена экспортировать. По данным на апрель 1998 r. страна вывозила
120 млн т или 42 % добываемой нефти, 37 % (из 300 млрд куб. м) природноro
rаза, обеспечивая тем самым поступлеlШе в казну значительной части валю
ты. Еще более актуальной проблема энерrосбережения стала после снижения
цен на нефть в течеlШе 1997 и 1998 п. более чем на 40 %. В 1998 r. Россия
вынуждена была продавать нефть по цене ниже себестоимости.
1.1.2. 3нерzоиспользование в типовых промышленныхустановках и
системах
Схемы нarpевательныx печей, используемых на мноrnx машииострои
тельных предприятиях, приведены на рис.l.l.
Основные технические характеристики и статьи тепловых балансов из
режимных карт топливных печей кузнечноrо цеха вarоноремонтноrо завода
даны в табл..l.l. Там же указаны кпд и удельные расходы топлива на едИlШ
цу массы обрабатывемыыx изделий. кпд рассчитаны по формуле
 ql+q2+qзq4+q5
11  1  ь.Qп Р (1.3)
rде q]  потери теплоты с уходящими rазами; q2  через оrpаждения; qз  от химическоrо
недожоrа; q4  теплота экзотермическоrо окисления металла; q5  прочие потери, в том
числе затраты теплоты на разоrpeв печи при запуске.
В табл. 1.1 удельный расход топлива приведен к единице массы услов
Horo топлива Ero теплотворная способность составляет Q' п29,3 кДж/кт.
Низкие значения кпд печей вarоноремонтноrо завода объясняются, в пер
7
вую очередь, использованием инжекционных rорелок, исключаюших ВОЗ
можность оборудования печей рекуператорами для предварительноro Harpe
ва воздуха без реконструкции печек
6
4
2
1
 I


l'
2
. rорячий воздух
7
:'">'" :'>.'.''
'-...- 
6
 ). ;;
 ' } {
  ).. /'
 :;';"  :'--J : 1m /t
/ ;',i-' : :'l  
. ." .,.;;.....
б
4
4
5

в
Рис.1.1. Схемы наrревательных печей
а  однокамерная с rорелкой предварителъноrо смешения компонентов rорения; б  OДHO
камерная с инжекционной rорелкой; в  двухкамерная рессорная; 1  предтопок С камерой
смешения; 2  камера HarpeBa изделий; 3  камера отпуска рессорных листов; 4  зона ре--
циркуляции продуктов сrорания; 5  осевой вентилятор; 6  рекуператор; 7  дымосос

8
9
Таблица 1.1. Теплотехннческие характеристики наrpeвательных печей
Печь Ы N22 N'!!3 N'!!4
Размеры рабочеrо простран
ства. мм:
Длина 1900 1900 1000 1125
Ширина 900 1200 1300 1600
Высота 800 800 500 700
Пронзводительностъ кr/ч 72,8 13,5 408 217
Напряжение aкrnвHoro пода, 42,3 63,5 204,1 120,3
кr/(bl2 ч)
Топливо прщJoдный rаз, 1/  33,2 I Uж/м 3
Тип rорелки rсд 35 КФ КФ
инжекционныe 25 5
Количество, шт 3 3 1 2 1
Тепловая мощность печи МВт 067 067 0.23 031
Расход топлива. м' / ч 50 6,4 8 20
Расход возпvxa м' /ч 475 608 72 275
Темпера1УРа в рабочем про-- 1120 1250 1250 880...920
cТ[J8Нcтвe печи, ос
Темпера1УРа ниrрева 1180 1200 1180 780...880
металла, ос
Темпера1УРа уходящих 1200 1240 1200 800...900
rазов, ос
у дельный расход 1300 853 362 153
топлива кr усл. топл/т
КПП,% 22 3,3 8 12
1
2
5
4
Ре2енерuродaIO/ЬШ Peazeнтbl
pacтsop в тe:f:НOJlO2UЮ
Рис.l.2. Схема реrенерации раствора с одиокорпусиой выпарной
установкой
1  выпарной аппарат; 2  конденсатор вторичноrо пара; 3  rpaдирня
венТИЛJlТОРНая; 4  насос циркуляционный в KOнrype охлаждающей воды;
5  бак-смеситель
Схема выпарной установки цеха реrенерации отработанных растворов
завода по производству вискозноrо волокна приведена на рис. 1.2.
Отработанный разбавленный раствор поступает на выпаривание после Tex
нолоrической линии OCHoBHoro производства. КOlщентрированный раствор
из выпарной установки подается в баксмесиrелъ, rде осуществляется ero
коррекция добавлением соответствующих решеIПОВ. Затем раствор снова
поступает в технолоrическую линию. Тем самым обеспечивается существен
ная экономия решеIПОВ, и практически нет сбросов отработанноrо раствора
на очистные сооружения предприятия. Однако с точки зрения экономии
энерrоресурсов решение крайне неудачное. Это следует из анализа тепловоrо
баланса схемы. Просуммировав статьи прихода и расхода и произведя HeKO
торые преобразования, получим
Пnиход Уход
Doho Doc\ '\
а о СО Uo G\c\u\
LH.\ LH. 2
а х с х 'х W\ С. '.
0",,\ + 00<2 + 00с3
Тепловой баланс схемы
Do (hoCK (.)  (G\ С\ Ul  G o со uo) + L (H.2 Нвд + W С (K G x С х ( х + Qoc, (1.4)
rде Do  расход rpeющеrо пара; ho  ero энтальпия; а о и a\ расход раствора до и после
вьmарной установки; Ь о и b 1 . uои U1, Со И Cl соответствующие им значения концентраций,
удельных теплоемкостей и темпера1УР; С., '.I,'к2  теплоемкость и темпера1УРЫ KoндeH
сата rpeющеrо и вторичноrо пара; L  расход воздуха через rpалирню; Н.l и Н. 2  ero эн
тальпии до и после rpалирни; а х , с х и 'х  расход, удельная теплоемкость и темпера1УРа
холодной подпиточной воды, подаваемой в приямок rpалирни для восполнения потерь
оБОРОllЮЙ воды В результате частичноrо ее испарения (обычно до 3 % от расхода охлаж
дающей воды в системе); Q""l. Q""2. Q""з  потери теплоты в окружающую среду от наруж-
ных поверхностей BbmapHoro аппарата, конденсатора вторичноrо пара, прочих элементов
тепловой схемы (трубопроводов, арма1УРЫ и Т.П.). или
Qo Qнp+ Qнв+ Qк2 Qx+ Qoc,
(1.5)

 10 
 11 
rде Qo  Do (110  С.'.д  тerтoтa, отданная rpeющим паром; Qир  G. С\ U\  G2 С2 U2  теп
лота, затраченная на нarpeBaннe раствора в аппарате; Qнo  L (Н. 2  Н.д  теплота, yдa
ляемая с воздухом из rpaдирни; Qu  W\ С. '.  теплота конденсата вторичноrо пара
(обычно направляется на химводоочистку); Qx G x Сх'х  Terтoтa холодной подпиточной
воды.
Нl  (ос+ШЗdос(2493+1,97 (ос);
Н 2  (.2+ 1 оз d. 2 (2493+1 ,97 tu).
(1.10)
(1.11)
Do(ho с" (.;)  W\(h\  С uo) + G o boeT(Ul  uo) + G 1 (1  Ь.) с (Ul  uo):f:
Схема ректификационной установки для реrенерации растворов opra
нических раствориrелей показана на рис. 1.3. Orpаботa.m-IЫЙ раствор в коли
честве G F при температуре (F поступает на разделение в колонну, куб которой
обоrpевается паром. Расход пара D o , энталъпия 110. Пары летучих компонен
тов из колонны охлаждаются последовательно в конденсаторе флеrмы 3 и
конденсаторе rOToBoro продукта 5, между которыми установлен дефлеrматор
4 для отделения жидкой фазы  флеrмы в количестве G R . возвращаемой на
орошение колоlпIыl. ДИCТЮIЛЯТ в количестве D при температуре (D направля
ется в сборный бак 6 и возвращается в технолоrический ЦИКЛ. для охлажде
ния пара в конденсаторах используется оборотная вода из rpадирни 7.
Здесь к полезным составляющим можно отнести затраты теплОТЪ1 на
нarpевание раствора и теплоту конденсата вторичноrо пара, если первая
обеспечивает подцержание необходимой температуры реrенерируемоrо pa<r
твора, а вторая  тепловой режим работы очистных сооружений. Остальные
члены уравнения характеризуют потоки теплОТЪ1, сбрасываемоil, в конечном
счете, в атмосферу. для расчета Qвв можно воспользоваться уравнениями Te
пловых балансов выпарноrо arшарата, конденсатора вторичноrо пара и rpa
дирни. для выпарноrо arшарата имеем
Doho
G OB2 [ов
:J:: Qp + Qocl,
(1.6)
rде С и С Т  теплоемкости растворителя и растворенноrо реБreНта; Qp теплота растворения
реБreнта (знак «+»  при поrлощении тerтoTЫ и «»  при выделении теплоты в процессе
выпаривания).
1
Часто теплота растворения не превышает нескольких процентов тепло
ты испарения, и ею в технических расчетах пренебреrают. из уравнения (1.6)
следует, что на удаление раствориrеля в количестве W 1  G o (1  bolb 1 ) pacxo
дуется
8
W 1 (h 1  С uo)==Do (ho с" (.;)  G o Ь О CT G1(l  b 1 ) с (Ul  uo):f: Qp Qocl (1.7)
теплОТЪ1. Обычно  85...90 % Qo; Qocl  3...5 % Qo.
Gwtw
G1{t1{
Количество теплОТЪ1, передаваемой охлаждающей воде в конденсаторе,
G o . Co.«(oв2 (о..)  W 1 (h 1  с" (в2)  Qoc2 ,
(1.8)
Рис.!.3. Схема ректификационной установки для реrенерации орrанических
растворителей
1  ректификационная колонна; 2  куб; 3  конденсатор флеrмы; 4  дефлеrматор; 5 
конденсатор rOТOBoro продукта; 6  сборник rOТOBoro продукта (дистиллята); 7  rpaдир-
ия; 8  насос циркуляционный
rдe Qoc2  не более 3 % W\ (h\  с.с'к2).
И окончательно, теплота, удаляемая с воздухом через rpадирmo в aT
мосферу,
Уравнение тепловоrо баланса установки можно представиrь в виде
L (H2 H 1 )  G o . Co.«(oв2 (о..) + G x с х (x:tQ0c4,
(1.9)
Do(ho С.;) 11  G D CD (D G F CFtF+ G w C w (w+ G o . со. co.«(o.2 (о..) +Qoc, (1.12)
rде Q0c4 потери тerтoTЫ (знак «+») или теrтопритоки (знак «») через наружные оrpаж
дения rpaдирни, через стенки подводящих и отводящих трубопроводов оборотной систе
мы водоснабжения.
Энталъпии влажноrо воздуха рассчитывают по формулам:
rде '.  темпера'I)'pa конденсата rpeющеrо пара; С'" CD, CF, C w . СОВ  удельные теплоемкости
конденсата rpeющеrо пара, дистиллята, исходной смеси, кубовоrо остатка и охлаждающей
воды; 'ОВ\ и 'ов2  температуры охлаждающей воды до и после rpадирни.

 12 
Так как G O . 1 Со. (/0.  10.)  (G R + G D ) (hп  h eM ), rде h eM  эmaJIЪПИЯ смеси
паров перед конденсатором флеrмы, G o . 2 Со. (10.2  10.1)  G R (h п2  CD ID), по
пятно, что расход rpеющеrо пара тем больше, чем больше флеrмовое число R
 GR/G D . Обычно R  3...4. Поэтому на получение] т дистиллята расходуется
несколько тонн rpеющеrо пара, большая часть теrшоты KOToporo (ДО 85 %)
передается охлаждающей воде в конденсаторах и сбрасывается в окружаю
щую среду через rpадирmo. Уравнение теrшовоrо баланса последней полно
стью соответствует уравнению (1.9).
Прmщипиальная схема простейшей конвективной сушильной ycтaнOB
ки непрерывноrо действия показана на рис.].4. В качестве сушильноrо шеюа
используется воздух, нarpеваемый паром в калорифере: Термический кпд
сушильной камеры такой установки обычно рассчитывают по формуле
W(hCI)l) Wr
11 = Lc,(t. t2) '" Lc1(t 1 t2) , (].13)
rде W  количество влarи, удаляемой в процессе сушки из материала,
w L (d l  d2).IОЗ; L  расход воздуха; d l и d2ero влarосодержание до и по
сле сушильной камеры; h  эmaJIЪПИЯ пара при температуре воздуха на BЫ
ходе из сушильной камеры; II и 12  температуры воздуха до и после сушиль
ной камеры; СI  Се.. + ] 03 d 1 Сп; Се.. И Сп  удельные теrшоемкости влажноrо
воздуха в точке 1, cyxoro воздуха и пара, осреднеШlые в диапазоне темпера
тур от О ОС дО 11; r  теrшота испарения влarи.
1 Вход материала
Пар
3
Вы.ход материала
Рнс.l.4. Схема конвективной сушильной установки
1  сушильная камера; 2  калорифер; 3  вентилятор
 13 
I
I
I
в процессе сушки большая часть теrшоты воздуха (до 60 %) pacxoдyeT
ся на испарение влarи, удаляемой из материала. 5...25 % ее идет на HarpeB
материала, 3...]0 %  на компенсацию потерь теrшоты через оrpаждения []О].
Orpаботанный сушильный шею, а вместе с ним и удаленная из материала
влarа в виде пара выбрасываются в атмосферу. Поэтому основная часть теп
лоты rpеющеrо пара в таком процессе также выбрасывается в атмосферу.
Cтporo rоворя, часть теrшоты расходуется на разрыв связей влarи с материа
лом. Обычно  не более 3...5 % теrшоты испарешш, хотя при сушке лакокра
сочных покрытий, например, и прочих веществ, процесс затвердевания кото--
рых сопровождается реакциями полимеризации, эта составляющая может
быть больше. Поэтому в формулу (1.13) правильней подставлять сумму теп
лот испарения и разрыва связей влarи с материалом. Более Toro, все статьи
расхода теrшоты, кроме последней, MorYT быть сокращены без изменения KO
нечной влажности материала. Снизиrь или уменьшиrь расход теrшоты на OT
рыв связанной влarи без изменения конечной влажности материала практи
чески невозможно. Поэтому минимальныle полезныle затраты теrшоты не MO
ryт быть меньше, чем W re.. rде re.  удельная энерrия связи влarи с материа
лом.
Аналоrnчная сиrуация имеет место в процессах выпаривания, десорб
ЦИИ, при проведении эндотермических химических реакций, физико
химические превращения в которых протекают с поrлощением теrшотыl Qфх,
определяющей минимально полезныle затраты теrшоты в процессе.
В случае экзотермических физикохимических эффектов систему или
ее элемеm следует рассматривать не как теrшоиспользующие, а как теrшоrе--
нерирующие. Поэтому кпд таких систем рассчитывают с учетом указанноrо
эффекта Например, для металлурrnческой rшавильной печи, процесс rшавки
в которой сопровождается как эндотермическими, так и экзотермическими
теrшовыми эффектами, кпд можно рассчитывать следующим образом.
Если необходимо оценить эффективность всех видов затраченной теп
лоты на процесс rшавки,
Qп
1l
QT +Qэкз +Q. '
(]. ]4)
rде QT теплота сrорания топлива; QB физическая теплота воздуха, используемоrо в Ka
честве окислителя (физической теплотой тоruшва обычно пренебреrают вследствие ее Ma
лости по сравнению с дрyrими составляющими); QэI<З теплота экзотермических реакций;
Qп полезные затраты теплоты, равные расходу теплоты на нзrpeв и плавление металла и
на эндотермические превращения.
Если требуется оцениrь эффективность использования только
тоrшивной составляющей,

 14 
11  QпQэICJ
QT
(1.15)
Может быть использовано и следующее соотношение:
11
Qт+QэICJ .
(] . ] 6)
Типичная ШIЯ мноrих производств схема отопления помещения с при
нудительной приrочновытяжной венrиляцией, в котором недопуcmма pe
циркуляция воздуха изза присутствия в нем вредных, взрывоопасных, пожа
роопасных примесей показана на рис. ].5.
тн
1
2
ТН 5

tIi.
4
t n
Рис.l.S. Схема отоnлеиия помещеиия с принудительной приточно-вытяжной
вентиляцией
1  помещение; 2  отопительный прибор; 3  калорифер; 4,5  приточный и вытяжной
веншляторы; ТН  теплоноситель
Воздух поступает с улицы при температуре t H и нarpевается в калори
фере 3 и приrочным венrилятором 4 подается в помещение 1 при температу
ре t n . В качестве теплоносителя в <лопительном приборе и в калорифере
 ]5 
MOryт использоваться пар или rорячая вода. При одновременной работе
отопительных приборов и венrиляции t n  t B . Если система венrиляции ис
пользуется в режиме ВОЗДУПllюrо отопления, t n > t B . И в том, и дpyrOM случаях
теплота в количестве Q  v р с (t B  tJ, rдe V  объемный расход воздуха; р и
с  ero плотность и удельная теплоемкость, теряется безвозвратно. В
зависимости от размеров помещения и кратности воздухообмена, которая,
например, ШIЯ механосборочных цехов составляет порядка 5, а в химических
цехах  20, отношение венrиляционной нarpузки QB  V Р с (t n  tJ К отопи
тельной Qoт, равной затратам теплоты на компенсацию теплопотерь через
стены, пол, потолочные перекрытия и дрyrие оrpаждения, изменяется COOT
ветственно в пределах от 0,2 до 6 и даже ]0. Кратность воздухообмена пока
зывает, сколько раз в течение часа происходиr полная замена воздуха в по-
мещении.
Перечень примеров нерациональноrо использования тэр может быть
продолжен. Но больший практический интерес представляют возможности
снижения п<лерь энерrии, которые удается реализовать на практике.
]. ].3. Основные направления, методы и технические
решения по повышению эффективности использования тэр
Соrласно «Энерrетической стратеrии России», корректируемой
Мшiэнерrо рф и принимаемой Правиrельством примерно каждые пять лет,
основныIM направлением повышения эффективности использования тэр в
настоящее время является энерrосбережение. И, прежде Bcero, в промыш
ленности.
так, в технолоrических линиях по производству металлов, строиrель-
ныIx материалов, химических удобрений к традициOlПIым методам энерrо
сбережения относятся: реrенеративныIй подоrpев дутья и топлива, сырья pa
бочих сред и материалов; комбинированное производство технолоrической
продукции и энерrии (энерrотехнолоrическое комбинирование); обоrащение
дутья кислородом. реreнеративныIй подоrpев ведет к сНИЖению расхода топ-
лива или теплоносиrелей на проведение технолоrическоrо процесса Обоrа-
щение дутья также ведет к снижению расхода топлива, а в ряде случаев по-
зволяет перейти к автоrенным процессам, ШIЯ поддержания которых ДOCTa
точно теплоты экзотермических реакций, и топливо требуется только при за-
пуске технолоrическоrо оборудования. Комбинированное производство Tex
нолоrической продукции и энерrии реализуется в установках, в схему KOTO
рых включеныI паровые или водоrpейные котлыI, рекуператоры и pereHepa
тивныIe воздухоподоrpеватели, rазовые и паровые утилизационныIe турбнны,
абсорбционныIe холодильныIe установки и дpyroe теплоутилизационное обо
рудование. В промышленныIx печах аналоrичныIй результат достиrается при
использовании водоохлаждаемых заслонок, rарнисажной футеровки, систем
!

 16 
 17 
испариrельноrо охлаждения. Часть произведенной тешюты, электрической
или механической энерrии, холода может использоваться для поддержания
caмoro технолоrическоrо процесса. В этом случае расход энерrоресурсов на
процесс, получаемых от внешних источников, снижается. Если все вырабо
Tamrnыe при проведении процесса энерrоресурсы отпускаются внешнему по
требиrелю (внешнее энерrоиспользование), расход первичных энерroресур
сов остается таким же, как в схемах без yrилизаци:онноrо оборудования, но
имеет место замещение дрyrиx источников ТЭР, от которых ранее ОСУЩеств
лялось энерrоснабжение дрyrих потребиrелей.
Перечислеlшые методы энерrосбережения продолжают оставаться aк
туальными и на сеrодняшний день. Возможности их применения реализова
ныI далеко не полностью. Однако наиболее значиrельныIe успехи по эконо
мии ТЭР связывают с созданием новых энерrосбереrающих технолоrий, Ha
пример таких, как бездоменное получение стали на основе прямоrо Boccтa
новления железа, сорбционноэкстракционномембранные технолоrии обо
rащения урана, получения редкоземельных и дрarоценныIx металлов, энерrе
тические и тоIшивныIe затраты на проведение которых в несколько раз ниже,
чем при использовании традиционныIx технолоrий. Кроме Toro, весьма эф
фективныIM направлением является замена морально устаревшеrо оборудова
ния на более современное энерrосбереrающее. Так, замена отражательных
печей в цветной металлурrии на современныI,, в которых реализуется кисло
роднофакельная IШавка или IШавка в жидкой ванне, позволяет вести процесс
в автоrенном режиме. Работа же отражательныIx печей без потребления ТОП
пива невозможна. Замена ШlЖекциOlШЫХ rорелок, в которых воздух на rope
ние подсасывается струей rазообразноrо ТОIШива непосредственно из поме
щения, rде находиrcя печь, на rорелки с предвариrельныIM смешением KOM
поненrов rорения облеrчает оснащение печей рекуператорами для предвари
тельноrо подоrpева воздуха.
В технолоrnческих схемах для концеmpирования растворов сущест
венную экономmo пара дает применение мноrокорпусных выпарныIx ycтaнo
вок При этом образующийся вторичный пар из первоrо корпуса направляет
ся в качестве rpеющеrо во второй, из BToporo в третий и т.д. В результате
расход rpеющеrо пара на установку от внешнеrо источника снижается и MO
жет быть рассчитан по формуле
D  W/(n <р),
(1.17)
Такое техническое решение не удается реализовать в малотоннажных
производствах по теХIШIшэкономическим соображениям. У 8IШаратов малой
производительности существенно выше удельный расход металла на их изrо
товление. Поэтому снижение затрат на rpеющий пар при увеличении числа
корпусов будет сопровождать более заметныIM ростом стоимости самой YCTa
новки. реrенеративныIй подоrpев исходноrо раствора конденсатом rpеющеrо
пара позволяет снизиrь расход последнеrо не более чем на 5... 1 О %. По
этому основным решением для однокорпусныIx выпарных установок является
внешнее энерrоиспользование, например отпуск вторичноrо пара в качестве
теIШоносиrеля внешним потребиrелям.
Если процесс выпаривания осуществляется в выпарных 8IШаратах с по
rpужныIии rорелками, в которых теIШоносиrель  продукты сrорания тоnли
ва непосредственно конrактируют с выпариваемым раствором, а их Teмnepa
тура на выходе из 8IШарата практически равна температуре раствора, приме
нение мноrокорпусных установок с последовательныIM включением 8IШара
тов по теIШоносиrелю вообще бессмысленно. Однако вся теIШота продуктов
сrорания, затраченная на испарение, уносиrся из 8IШарата пароrазовой CMe
сью, а на предвариrельныIй подоrpев раствора может быть израсходовано не
более 10...15 % теIшoты этой смеси.
для внешнеrо энерrоиспользования она имеет недостаточно высокий
потеJЩИал (обычно 85...95 ОС), тоrда как в системах ОТОIШения и венrиляции
требуется вода с расчетной температурой до 110...150 Ос. Конечно, этоrо
уровня достаточно для систем rорячеrо водоснабжения. Соrласно действую
щим нормативам температура сантехнической rорячей воды 55 0 с. Но затра
тыI теIШОТЫ на санитарнотехнические цели предприятий, как правило, не
превышают 2...3 % затрат на ОТОIШение и венrиляцию.
Рабочая температура воды и растворов в моечных машинах машино
строиrельныI,, ликероводочныIx и дрyrих заводов  60...80 Ос. НО в них в Ka
честве rpеющеrо теIШоносиrеля обычно используется пар.
В целом возможности использования rорячей воды в технолоrии orpa
ничены. Поэтому на кафедре теIшомассообменныIx процессов и установок
МЭИ было предложено вести процесс выпаривания при непосредственном
Koнraктe продуктов сrорания с раствором так, чтобы температура пароrазо
вой смеси на выходе из 8IШарата имела более высокую температуру. Для
этоrо выходное СОIШО rорелки следует не поrpужать в раствор, а располarать
выше ero уровня на расстоянии, достаточном для поддержания не барботаж
Horo, а струйноrо режима течения продуктов сrорания в rазоЖИДКОСТНОМ
пространстве. Меняя указанное расстояние, можно устанавливать любую He
обходимую температуру пароrазовой смеси. Расход ТОIШива на упаривание
раствора при этом выше, чем в оБычьIхx аппаратах с поrpужными rорелками,
но с учетом замещения внешних источников теIшотыI для rорячеrо BOДO
снабжения, ОТОIШения и венrиляции использование теIШОТЫ сrорания ТОIШИ
ва оказывается более эффективныIM [11]. Действиrельно,
rде W  количество растворителя, удаленноrо из раствора; п  количество корпусов BЫ
парных аппаратов, включенных последовательно по пару; q>  поправочный коэффициеит
для учета возрастсния тепловых потерь при увеличении числа корпусов, q>  0.9 для тpex
корпусных и q>  0.85 для пятишестикорпусных установок

 18 
11  (Ql + Qz)/(B Qи Р ),
 19 
(1.18)
в
2
jW
ОВ
хв

пrс
rдe QI  теплота растворения; Q2  теплота пароrазовой смеси, израсходованная на
получение rорячей воды; В  расход топлива; Qи Р  низшая теплота сrорания топлива.
Схема установки приведена на рис. 1.6. Холодная вода, поступающая в
водоподоrpеватель из обратной линии систем отопления, веmиляции или [o
рячеrо водоснабжения, проходит сначала скрубберную часть, [де нarpевается
до 85...95 ос при непосредственном котакте с пароrазовой смесью и затем 
рекуперативную, в которой теплообмен осуществляется через теплопере
дающую стенку. Температура пароrазовой смеси за рекуперативной зоной
поддерживается на уровне, достаточном для предупреждения конденсации
пара, чтобы снизить опасность разрушения поверхности вследствие KOppo
зии. Конденсация пара из пароrазовой смеси происходит в скрубберной зоне.
Температура уходящих rазов на выходе из нее зависит от уровня температу
ры воды, поступающей в водоподоrpеватель, и может опускаться до 35 ОС.
При этом эффективность использования теплоты топлива в установке дости
[ает 90...95 %.
В технолоrических схемах с ректификациошlыии колоннами (см.
рис.l.3) также возникает проблема использования низкопотенциалъной теп
лоты. Расход теплоты на предварительный подоrpев исходной смеси, посту
пающей на ректификацию, мал по сравнению с тем ее количеством, которое
отводится с охлаждающей водой из конденсатора флеrмы и конденсатора [o
TOBoro продукта. Более Toro, для предварительноrо подоrpева смеси вполне
достаточно теплоты конденсата rpеющеrо пара. Дрyrиx возможностей сни
жения ero расхода нет. Поэтому единствешIыIй выход  внешнее энерrоис
пользование. Например, на ликероводочных заводах встречаются схемы, в
которых охлаждающая вода нarpевается в конденсаторах флеrмы и rOToBoro
продукта до 65 ос и используется затем в моечных машинах, в системах [o
рячеrо водоснабжения санитарнотехническоrо назначения и др.
Потери теплоты с отработанным сушильным aremOM в конвективных
сушильных установках и с воздухом, удаляемым из моечных машин, дости-
rают 60...80 % от общеrо расхода тепл01ыI на эти установки. В сушильных
установках значительную часть этой теплоты можно использовать на пpeд
варительный HarpeB сушильноrо arema, но до температуры не выше ero TeM
пературы за сушильной камерой, на предварительный подоrpев материала
перед сушильной камерой.
Теплоту влажноrо воздуха, удаляемоrо из моечных МШШIН, частично
можно использовать для предварителъноrо подоrpева подпиточной воды.
При рабочей температуре воды или моюших растворов 60...80 ос температу
ра удаляемоrо воздуха достиrает Bcero лшпь 30 ОС. Поэтому так же, как в
сушильных установках, имеется избыток теплоты, который в даmюм случае
можно утилизировать только во внешних теплоиспользующих установках.
т
rBC
rв
Рис.l.6. Схема водоrpейной уcrаноци
1  барботажно-струйный испаритель; 2  rорелка или топочное устройство; 3  контакт-
ho-поверхносnIЫЙ водоподоrpeватель; 4  скрубберная зона водоподоrpeвателя;
5  рекуперативная зона водоподоrpeвателя; 6  насос; Т  топливо; В  воздух; Р\ И Р2 
исходный И концентрированный растворы; пrс  пароrазовая смесь; yr  уходящие rазы;
хв  холодная вода; rBC  вода на rорячее водоснабжение; rB  rорячая вода в систему
отопления и вентиляции
Примерно 50 % электрической мощности привода компрессоров для
получения сжатоrо воздуха превращается в теплоту и сбрасывается затем в
окружающую среду через котур охлаждающей воды и rpвдирюо. При Bыpa
ботке холода 1 кВт затраченной мощности в компрессоре позволяет получить
2...3 кВт холода. Следовательно, из конденсатора отводится с охлаждающей
водой до 3...4 кВт теплоты.
Схема оборотноrо водоснабжения компрессоров и парокомпрессион
ной холодильной машины приведена на рис. 1. 7.
Вследствие низкой температуры охлаждающей воды (30...40 ОС) ее
дальнейшее использование затруднено. Использовать тепловой насос для по
вышения ее потеmrиала дороrо, поскольку стоимость единицы электроэнер
rии в России обычно в несколько раз выше единицы теплоты. Например, в
цеmралъном реrионе примерно в 5,5 раз. С учетом этих обстоятелств за
служивает внимания опыт повторноrо использования охлаждающеи воды.
Так, на ряде предприятий вода после компрессоров и конденсаторов холо--
дильныIx установок направляется в rальванические линии ИJШ в системы
химводоподrотовки. Зимой, коrда температура воды в водопроводе порядка 5
ОС, такое решение позволяет снизить затраты на подоrpев воды до оптималь-
ной для rальванических линий или установок химводоподrотовки темпера
туры.

20 
 21 
q)
Рис.l.7. Схема оборотноl'О водоснабжения компрессора и парокомпрессион
ной холодильной установки
ВК  воздушный компрессор: 1,2  первая и вторая С'I)'Пени компрессора; 3,4  проме
жуточный концевой охладители сжаТОI'О воздуха; 5  воздухораспределительный KOMeK
тор; ХУ  холодильная установка: 6  испаритель; 7  компрессор; 8  конденсатор; 9 
дроссельный вен1ИЛЪ; 10  rpадирня; 11  циркуляционный насос; 12  сборник охлаж
дениой воды
в)
11:1
111
Также представляет интерес oIIыT замены компрессоров с водяным ox
лаждением на arpеrаты с воздушным охлаждением. Нarpетый воздух после
компрессоров подается непосредственно в помещение компрессорной. В pe
зультате удается практически полностью обеспечить ero отопление.
Следующая rpуппа решений по снижению энерrопотребления в пpo
мышленности и дрyrиx отраслях хозяйства связана непосредственно с затра
тами на отопление и веmиляцию.
Снизиrь расход теплоты на отопление можно, используя в строиrель
стве материалы и конструю:щи с повышенной теплоизолирующей способно
стью. Решение очевидное, но оправдано JIИШЪ при условии, что экономиче
ский эффект от снижения теплопотерь через оrpаждения зданий компенсиру
ет затраты на внедрение новых материалов и конструкций.
Еще одним важным направлением является использование теплоты
веmиляционных выбросов. В зависимости от ТШIа теплообменников, приме
няемых для этой цели, экономия расхода теплоты на HarpCB приrочноrо воз
духа достиrает 40...70 %. Схемы систем кондиционирования воздуха с теп
лообменникамиутилизаторами приведены на рис.l.8. Такие же решения MO
ryт быть реализованы в системах приrочновытяжной веmиляции.
б)
2
:2
,)
Рис.l.8. Схемы систем кондицнонировання воздуха с теплообменннками
утилизаторами
а  с воздуховоздушным рекуперативным теплообменником (ВВТУ); 6  с теплотрубным
теплообменником (Т1ТУ); в  с реrенеративным теплообменником "воздухвоздух" с
вращающимея ротором (РВТУ); 2  с жидкостновоздушными теплообменниками (ЖВТУ)
и промежуточным теплоносителем (ПТН); 1  помещение; 2,3  приточный и вытяжной
вентиляторы; 4,6  первая и вторая С'I)'Пени ВОЗДУХОПОДОl'ревателей; 5  оро--сительная
камера; 7  ВВТУ; 8  ТТТУ; 9  РВТУ; 10  ЖВТУ; 11  насос циркуляциониый; У 
воздух удаляемый; Н  воздух наружный
Приведенные схемы используют в тех случаях, коrда невозможно
применять самый экономичный способ снижения затрат теплоты на подоrpев
воздуха, направляя часть воздуха, удаляемоrо из помещения, на
рециркуляцию. Рециркуляция недопустима, если в воздухе присутствуют
взрывo или пожароопасные примеси и болезнетворные микробы. Нанболее
простым и дешевым решением является схема с ВВТУ. Срок окупаемости
ВВТУ без учета затрат на реконструкцию зданий  от ['ода до двух лет.
Степень утилизации теплоты веmиляционных выбросов Е  (tпр  tJ/(t B  tJ В
ВВТУ, при равенстве расходов приrочноrо и удаляемоrо воздуха,
достиrает 0,4...0,6. Здесь tпр температура воздуха за теплообменником

 22 
 23 
утилизатором. Более высокие значения степени утилизации достижимы при
использовании ВВТУ с проницаемой для влarи поверхностью теплообмена
или при вкточении в схему РВТУ. Но последние сложней в эксплуатации и
требуют дополнительноrо расхода электроэнерrии на привод ротора. Повы
шение степени утилизации объясняется переносом дополнительной теплоты
вследствие конденсации пара из удаляемоrо воздуха и последующеrо испа
рения образовавшеrося конденсата в приточный воздух. В теплотрубных Te
плообменниках верхняя rpаница для tпр близка к температуре конденсации
рабочеrо тела в тепловой трубе, которая практически равна ero температуре
насыщения в зоне испарения. Следовательно, tпр в ТТТУ должна быть lШЖе,
чем в ВВТУ и РВТУ. Схемы с ЖВТУ и промежуточным теплоносителем бо
лее металлоемки и имеют срок окупаемости в два с лишним раза больше, чем
схемы с ВВТУ. Но их применение оправдано, если приток и вытяжка удале
ны дpyr от дpyra на большое расстояние или если количество и производи
тельности приточных и вытяжных систем не совпадают.
Перспективным направлением является освоение режимов работы сис
тем отопления со СlШЖенной нarpузкой в нерабочее время, коrда температу
ра воздуха в помещении может быть уменьшена. Мешает этому отсутствие
необходимых для перехода с одноrо температурноrо режима на дрyrой
средств автоматики, опыта и выучки уперсонала.
Актуальным остается повышение качества реryлирования отпуска теп
лоты, осуществляемое цеmpализованными источниками теплоснабжения. В
водяных тепловых сетях обычно применяется метод качественноrо реrули
рования отпуска теплоты источником. При этом расход теплоносителя в сис.-
теме поддерживается постоянным, но изменяются температуры воды в по
дающей и обратной тrnиях в зависимости от температуры наружноrо возду
ха. Потребитель практически не имеет возможности воздействовать на коли
чество получаемой теплоты изза отсутствия термореrуляторов. Но даже при
наличии такой возможности ero mпересы вступают в противоречие с инrе
ресами источника.
Оценка техническоrо состояния теплоиспользующеrо оборудования у
потребителя осуществляется энерrоснабжающей орrанизацией по температу
ре воды в обратном трубопроводе тепловой сети, а не по фактическому теп
лопотреблению. В случае превышения нормативноrо значения температуры
в обратной линии следуют штрафные санкции. При этом никоrо не инrересу
ет, в результате чеrо произопто повышение температуры теплоносителя в
обратной линии  вследствие зarpязнения отопительных приборов отложе
ниями или реализованных мероприятий по энерrосбережению. Изменить по
ложение можно, если отказаться от сложившейся практики, коrда эффектив
ность использования ТЭР источником энерrоснабжения осуществляется He
зависимо от эффективности их использования у потребиrелей. Серьезным
стимулом к изменению сложившейся системы взаимоотношений источника и
потребителей энерrоресурсов может стать широкое внедрение узлов KOMMep
ческоrо учета тепловой энерrии и теплоносителя, которые постепенно
получают все большее распространение. Еще большее влияние может
оказать внедрение на предприятиях системы мониторинrа, позволяющеrо не
только коmpолировать потребление ТЭР, но и активно воздействовать на
этот процесс, в том числе через зарплату эксплуатационноrо персонала при
завышенном или более низком, по сравнению с нормаТИВНЬJм, расходе ТЭР.
Заслуживает внимания подход зарубежных фирм к орrанизации
комбинированной выработки теплоты и электроэнерrии. В нашей стране за
базу принимается электрическая нarpузка. А выработка теплоты
устанавливается с учетом потребностей в ней, и исходя из оmимума
соотношения электрической и тепловой мощности турбоrенератора, при
котором удается обеспечить минималъНЬJЙ удельный расход топлива. Но
теплопотребление существенно зависит от сезOlПIЫХ и суточных колебаний
наружной температуры воздуха. Поэтому выдерживать этот оmимум удается
ценой навязывания ненужной потребителю теплоты пара или rорячей воды.
В западных странах, например в Испании, энерrоустановки для
комбинированноrо производства энерrии устанавливают непосредственно у
потребиrеля. За базу принимают именно тепловую нarpузку. Электрическую
мощность устанавливают с учетом оmимума соотношения тепловой и
электрической мощности. А избыток электроэнерrии продают электрическим
компаниям при условии, что электрический кпд энерrоблока превышает
установленный националъныIM стандартом МИlШМалъный уровень.
Электрический кпд рассчиIывJoт следующим образом:
1'\.  N/(B QTQ/1'\T)' (1.19)
rде N  электрическая мощность; QT  теплота сrорания топлива; Q  тепловая мощность;
1'\т  тепловой кпд энерrоблока.
Наряду с техническими решениями, требующими значительных затрат
на модернизацию и даже реконструкцию существующих систем,
оборудования и зданий, на мноrих отечественных предприятиях имеют место
значитеЛЪНЬJе тепловые потери и перерасход теплоносителей вследствие
отсутствия конденсатоотводчиков за пароиспользующими шшаратами,
неудовлетвориrельноrо состояния тепловой изоляции, утечек пара, rорячей
воды и конденсата через свищи в трубопроводах.
Практический опыт показывает, что оснащение пароисполъзующеrо
оборудования конденсатоотводчиками ведет к СlШЖению потребления пара в
среднем по предприятию на 10...15 %. Нанесение тепловой изоляции на один
фланец эквиваленrно уменьшению длины изолированноrо трубопровода на
длину до 5 м, покрытие тепловой изоляцией одной задвижки  на 10...25 м.
Нанесение тепловой изоляции на стенки обоrpеваемых ванн rалъванических
линий СlШЖает тепловые потери на порядок, оснащение ванн крышками  на
два  три порядка.

 24 
1111
,111
1.1.4. Состояние и перспективы решения проблемы
энерzосбережения
1.11
Надежды сэкономиrь средства на развитие экономики путем прекра
щения выпуска "неконкуреитоспособной на мировом рынке продукции", oc
танова "устаревших" и не поддающихся, как считалось, выводу на COBpeMeH
ный технолоrический уровень производств, популярные в первые rоды про
водимых, начиная с 1992 r. в России, преобразований, не оправдались. Одна
из причин Taкoro результата связана с тем, что доля затрат теIШОТЫ на ото--
IШение, венrиляцшо и кондиционирование воздуха на машиностроительных
предприятиях, в леrкой, mnцевой, химической промышленности обычно дoc
тиrает 70% от общеrо теIШопотребления. При снижении выпуска продукции,
останове технолоrических ЛШIИЙ эта доля не уменьшается, а возрастает. Воз
растает при этом и доля теIШОВЫХ потерь в трубопроводах систем теIШО
снабжения, в самом технолоrическом оборудовании. В результате энерrо
емкость продукции возрастает. И если в 1988 r. энерrоемкость внутреннеrо
валовоrо продукта (ВВП) России была в два раза выше, чем в США, к Ha
стоящему времени она превышает энерrоемкость ВВП западных стран в
3,5...4,5 раза. Оперируя этими цифрами, необходимо иметь в ВИДУ, что даже
при равном уровне производствеlпlыIx технолоrllЙ с ведущими странами
энерrоемкость нашей продукции будет выше, поскольку Россия расположена
в более суровой климатической зоне. У нас  самый продолжительныIй oтo
пительный период и, следовательно, самые высокие затраты теIШОТЫ на OTO
IШение и венrШIЯЦИЮ.
Предприятия, сумевшие в эти rоды сохранить производство, пытаются
решать проблемы энерrосбережения, приобретая и осваивая импортное обо
рудование. Импортные маслоrpейные котлы позволили перейти с паровоrо
на масляный обоrpев прессов в производстве древесностружечных IUIИТ, в
системах ОТОIШения и венrиляции деревообрабатывающих предприятий.
При существовавших тарифах на природный rаз и теIШОТУ (350 руб. за
1000 куб. м и 84 руб. за 1 rкал в Московской обл.) такое решение оказалось
оправданным. К заметному сокращению паропотребления на мебельном
комбинате в Шатуре привела установка конденсатоотводчиков фирмы
"АRМSТRОNG"за пароиспользующими шrnаратами. В настоящее время там
же осваивается электропривод с частотным реryлированием скорости враще-
ния электродвиrателя, применение KOToporo позволяет снизить затраты энер-
rии на циркуляцшо теIШоносителя в водяных системах ОТОIШения. Как уже
отмечалось, эффективныIM средством снижения энерrозатрат на ОТОIШение
компрессорныIx и холодильных станций является оснащение их arpеrатами
не с водяным, а с воздупшым охлаждением.
приобретеlпlыIй опыт требует ВlШМательноrо изучения. Наряду с по
ложительными результатами выявился ряд отрицательныIx MOMeнrOB. В част
11111
I
 25-
ности, возникла проблема приобретения запасных частей к импортному обо
рУ,l,l;ованию, которые обходятся дороже, чем само это оборудование при ero
закупке. Использование этоrо оборудования ведет к удорожанию продукции
при снижении курса рубля относительно доллара США.
Попытки переlШМать опыт зарубежных стран по энерrосбережению
далеко не всеrда удачны. Там соотношение тарифов на электроэнерrию и Te
IШОТУ отличается в меньшую сторону. Поэтому мноrие решения, оправдан-
ныIe в западных странах, в России не эффективны. Так, для повышения энер-
rетическоrо потеициала там широко используются теIШовые насосы. Но их
применение при соотношении тарифов на электроэнерrию и теIШоту 5,5:1
даже при коэффициенrе трансформации теIШОВОro насоса Jl '"' 3...4 экономи
чески невыrодно. Дpyroe дело районы, rде соотношение тарифов более бла-
rоприятное. Например, в районах расположения крymшх rэс стоимость
электроэнерrии часто практически совпадает со стоимостью теIшоты, и при
менение тех же теIШОВЫХ насосов вполне оправдано. С их помощью можно
возвращать в производство теIШоту оборотной ВОДЫ, венrиляциоlпlых вы-
бросов, сточных вод и др.
Опыт решения проблем энерrосбережения в промышленности показы-
вает следующее. Работы в этом направлении на предприятиях следует вести
непрерывно и с учетом изменеlПfЙ, вносимых в технолоrию. При разработке
IШанов по энерrосбережению необходимо выделять работы, не требующие
крупных капиталовложеlПfЙ; работы, осуществляемые в рамках модерниза-
ции существующих технолоrий и теIШоэнерreтических систем; работы по pe
конструю:щи существующих производств; работы по реализации новых про
ектов, при строительстве новых предприятий.
1.2. Взаимосвязь техиолоrических, эиерrетических и эколоrиче-
ских аспектов в промыmлеииой техиолоrии и эиерrетике
11

В 1992 r. в Рио-деЖанейро (Бразилия) прошла Международная конфе-
реиция ООН по окружающей среде и развитию. УчастНики конфереlЩИИ
пришли к выводу, ЧТО в ближайшие четыре десятка лет, с момеша проведе-
ния конфереIЩИИ, на земном шаре может произойти эколоrическая катастро-
фа, если человечество не примет экстреlПlЫХ мер по усовершенствованию
существующеrо способа производства. Было названо несколько пр спо
соБныIx привести к столь печальным последствиям.
Во-первых, возросшие масштабы производства, качественно изменив-
шие влияние промышлеlПlЫХ выбросов на окружающую среду. Они переста-
ли носить локальный характер. Именно поэтому вредное воздействие пред-
приятия на окружающую среду оценивают теперь не по превышению пре
дельно ДОПУСТИМЫХ КOIщентрaцllЙ (ПДК) вредных веществ в выбросах, а ис-
пользуя такой показатель, как предельно допустимые выбросы (ПДВ). При

 26 
11
I
!
ero расчете учиrывается наложение КOlщенrpациоlDlЫX и температурных по
лей выбросов от дрyrиx предприятий, расположенных в зоне действия pac
сматриваемоrо объекта.
Вторая причина  возросшая степень опасности существующих пред
приятий, складов ядохимикатов, вооружеlШЙ, захоронений производствен
ных отходов, в том числе радиоактивных, последствия от аварий, взрывов
или пожаров на которых в результате преднамереIolых или непреднамерен
НЫХ действий людей, природных катаклизмов MOryr иметь катастрофические
последствия.
Третья причина  ускорившийся в последние два десятка лет прирост
численности населения земноrо шара (в основном в слаборазвиrых странах)
в сочетamrn со значительным различием в уровнях потребления сырьевых
ресурсов, тэР, продуктов питания в странах с развитой и слаборазвитой эко
номикой. С 1972 по 1992 П. население планеты увеличилось на 1,7 млрд че
ловек. из них 1,5 млрд дали слаборазвитые страны. С дрyrой стороны, по
разным источникам, от 20 до 30 % населения земноrо шара, проживающих в
развиrых странах, потребляют 70...80 % всех добываемых в мире ресурсов.
Чтобы вывести уровень развития технолоrии и условий жизни во всех cтpa
нах мира на уровень стран с развитой экономикой, добычу ресурсов необхо
димо увеличить, по крайней мере, в несколько раз. При этом, естественно,
возрастет и степень зarpязнения окружающей среды. Вместе с тем известно,
что природа способна воспроизводить изъятые у нее биолоrические ресурсы,
если изымается не более 1 % имеющеrося их количества. Сделанные оценки
показывают, что этот барьер превзойден уже примерно раз в десять. Более
Toro, минеральное сырье и орrаническое ТОIUlИВо создавались природой мнo
rие миллионы лет и практически не воспроизводятся. По данным на начало
последнеrо десятилетия запасов yrля, при существующих темпах потребле
ния и технолоrиц моrло хватить на период от 300 лет (ClllA) до 1000 лет
(страны СIП'), нефти  от 36 до 100 лет и rаза  от 32 до 60 лет. Запасов ypa
на на земле без перехода к реакторам на быстрых нейтронах  примерно на
100 лет. При использовании последних этот срок может мноrократно увели
читься.
Учитывая изложенное, не сложно понять, что увеличение производства
в несколько раз без качественноrо изменения технолоrии, орrанизации: про
изводства и распределения произведенной продукции и услyr, может стать
катастрофичным.
Не менее юпастрофичная ситуация с водой. из общеrо количества BO
ды на земном шаре  1400 млн куб.км на долю пресной воды приходится Bce
ro 4 млн куб.км. И лишь 0,01 % запасов пресной воды доступна для исполь
зования. Значительная ее доля находится в виде ледников, арктических и aн
тарктических льдов. Промышленность потребляет 30 % всей расходуемой на
хозяйствеIolыIe цели воды. из них 45% расходуется в теплоэнерrетике. На
27 
11
Ir
I
переработку 1 т нефти расходуется 1 0...40 куб. м воды, на производство 1 т
стали из железной руды до 150 куб. м, в производстве стальноrо проката 
20...30 куб.м, 1 т целлюлознобумажной продукции и синтетических воло
кон  до 500 куб. м [8].
Речной сток земноrо шара, равный разности количеств воды, испаряю
щейся с поверхности морей и океанов, и выпадающих на них осадков, co
ставляет около 45 тыс. куб. км В rод. При численности населения земноrо
шара 4 млрд чел. расходовалось147 куб. км воды в rод на комунально
бытовые цели и 633 куб. км  в промышленности. При сохранении объемов
общеrо водопотребления 6 куб.м на одноrо человека в сутки (уровень BOДO
потребления в ClllA в 1975 r.) и увеличении численности населения до 6
млрд чел. rодовое водопотребление в мире составило бы 13140 куб. км воды.
А это  примерно 1/3 Bcero речноrо стока земноrо шара. ПО проrнозам, учи
тывавшим реальныIe объемы водопотребления, оно должно было составить к
2000 r.:
в странах СIП' около 700 куб.км в rод, в том числе 220 куб. км  в промыш
ленности, 420 куб. км  в сельском хозяйстве и примерно 42 куб.км  в KOM
мунально--бытовом секторе при общем речном стоке стран cнr 4350 куб. км
в rод. Ожидается, что водопотребление во всем мире ДОСТИI'нет 6000 куб. км
в rод [29].
эффективныIM способом СlШЖения нarpузки на rидpосферу является
использование оборотных систем водоснабжения, в которых основная масса
воды циркулирует по замкнутому контуру между охлаждаемым оборудова
нием и охладителем воды (rpадирней, брызrальныIM бассейном, прудом
охладителем и др.), и люпь часть ее  продувочная вода сбрасывается через
очистныIe сооружения в канализацию или ecтecTBeIolыIe водоемы и реки. Pac
ход свежей воды на такие системы покрывает расход воды на продувку и
компенсацию испарившейся части воды Лри ее охлаждении. На испарение
расходуется обычно до 3 % от обшеrо расхода воды, циркулирующей в сис
теме. Представление о доле оборотной воды в общем водопотреблении пред
приятий дают данные, приведеIolыIe в табл.l.2 [8].
По данным на 1980 r. общее количество сточных вод в мире составля
ло 500 куб. км!rод. из всех сточныIx вод 70 % зarpязненыI термально и 30% 
нефтепродуктами, солями тяжелыIx металлов, фенолами, поверхностно
активными веществами (ПАВ) и др. из всех зarpязненных сточныIx вод 8,5 %
дает теплоэнерrетика, 82 %  промышленность (в России  70 %) , около 8%
коммунально--бытовой сектор и примерно 1,5 %  сельское хозяйство. Co
временное химическое предприятие потребляет воды примерно столько,
сколько rород с населением несколько десятков или сотен тысяч человек. К
сожалению, степень очистки сточных ВОД от примесей недостаточна. Поэто
му перед сбросом в реки и водоемы их разбавляют в среднем в 40...60 раз
чистой водой.

 28 
Таблица 1.2. Cтpyкrypa водопотрeб.iIення в теплоэнерrетике и
промышленности
Отрасль Общее BOДO Расход воды на ox Водооборот,
промышленности потребление, лаждение, % от расхода
км 3 /с % общerо на охлаждение
водопо ления
150 96 60
36 75 80
10 20 80
9 74 74
18 95 89
34 7 65
I
Нarpузка на атмосферу в результате деятельности человечества xapaк
теризуется следующими данными. При массе атмосферы 5,15.1015 т rодовой
выброс золы в 1980 r. составил 120 млн т аэрозолей (частицы размером
0,001...8000 мкм)  200...250 млнт, сернистоrо rаза  250 млн т. К 2000 r.
выбросы сернистоrо raза снизились до 100 млн т. ПО данным за 1987 r. в
СССР в атмосферу выбрасывалось Bcero 100 млн т зarpязнений. из них на
долю предприятий Министерства энерrетики прИХОДИЛОСЬ 26 % aвTOтpaнc
порт давал 36,9 %, черная металлурrия  7 %. Степень очистки пзообразныIx
выбросов от золы в нашей стране дости:rает 75 %, от rазообразных вредных
примесей  30 % (в Фрr  86 %). В крупных rородах, вблизи предприятий
содержание вредных примесей в атмосфере мноrократно превышает сущест
вующие нормы. Так, вблизи крупноrо металлурrическоrо предприятия co
держание пыJш выше нормы в 18 раз, окиси yrлерода  в 15, окислов азота 
в 18. Ультрафиолетовая радиация ниже естественной в 2...3 раза.
В настоящее время действует Международная европейская конвенция
соrласно которой страныучастницы, вюnoчая Россmo, приняли на себя обя
зательство снизиrь к 2000 r. выбросы в атмосферу диоксида серы на 30 %.
Западные страны решают эту проблему, увеличивая эффективность и мощ
ности очистных сооружений. В нашей стране OCHOBIЦ>IM методом пока явля
ется замена твердоrо и жидкоrо тоruшва на rазообразное.
ПриведеШlые выше данные свидетельствуют о возможном в ближай
шее время исчерпании достуIПIЫХ для хозяйственной деятельности запасов
нефти, rаза и воды, об опасном уровне зarpязнения атмосферы. Ощущается
нехватка запасов серебра, никеля, олова, хрома, кадмия, свшща и др. С дpy
rой cтopomI, ясно, что имеются оrpомные резервы более рациональноrо и<r
пользования практически всех видов ресурсов. Практика энерrо и pecypcoc
бережения в промыленностии показала, что наибольmеrо эффекта дости:rают
:111
29 
при комплексном решении технолоrических, энерrетических и эколоrиче
ских проблем.
Прmщипиальная схема сmпеза аммиака представлена на рис. 1.9. Очи
шенный от примесей серы природный rаз поступает вместе с водяным паром
в реактор 1, в котором протекает эндотермическая реакция паров ой Koнвep
сии метана
Щ+Н 2 О==3Н 2 +СO---Q.
Прореarиpовавшая смесь направляется в реактор 2, rде идет экзотер
мическая реакции кислородной конверсии метана
CН4+1/202==2H2+CO+Q.
В реакторах 3,4  экзотермическая реакция конверсии yrлерода
CO+H 2 0==H 2 +C0 2 +Q.
Полученная смесь азота и водорода очищается от оксида идиоксида
yrлерода в адсорбере 5 и реакторе 6 и сжимается компрессором до авления
15 МПа. После этоrо азотоводородна.q смесь поступает в колонну синтеза,
rде протекает экзотермическая реакция
N 2 +3 Н 2 ==2 NНз+Q.
Продувка
Метая 8
\ 2
1
I1

I
Пар
Вода
PHc.l.9. Схема производства аммиака
1 ,2  первая и вторая ступени конверсии метана; 3,4  двухступенчатый конвертор оксида
уrлерода; S,6  адсорбер и реактор для очистки технолоrическоrо rаза от оксида уrлерода;
7  паровая rypбина; 8,9  части низкоrо и высокосо давления компрессора; 10  колониа
синтеза аммиака; 11,12  сепараторы; 13  17  теrulOобменнники; 18  котел-утилизатор
Образовавшиеся в колонне сmпеза пары аммиака конденсируются при
охлаждении водой в теIШообменнике 14. В сепараторе 11 конденсат отделя
ется от смеси непрореarировавших rазов и паров и направляется на склад ro

 зо
товой продукции. Пароrазовая смесь охлаждается в теплообмеЮIИке 13.
Сконденсированный при этом конденсат  ЖИДКИЙ аммиак поступает на
склад, а остатки азота и водорода  возвращаются в часть BbIcoKoro давления
компрессора. Охлаждающая вода из теплообмеIOlИКОВ 13 и 14, пройдя после
довательно теплообмеIOlИКИ 15,16 и 17, подается в котелутилизатор 18, пар
из Koтoporo используется для привода турбокомпрессора тк. Кроме Toro,
часть ero поступает в реактор 1 на конверсmo метана, а также в абсорбцион
ные холодильные установки (на схеме не показаны) для получения холода.
В рассмотреIOlОЙ схеме реализованы следующие возможности энерrо
и ресурсосбережения. Комплексно используется природный rаз, как сырье и
как тоruшво. Теплота продуктов сrорания метана обеспечивает проведение
паровой конверсии метана. Двухступенчатая сепарация жидкоrо аммиака по
зволяет выделить, т.е. реrенерировать, непрореarировавшую часть смеси азо
та и водорода и вернуть ее в колонну синrеза. В результате повышается CTe
пень превращения исходноrо сырья и снижается содержание азота и BOДOpO
да в выхлопных rазах. реrенеративныIй подоrpев воды и получение пара
обеспечиваются в результате использования теплотыI химических реакций,
протекающих на разныIx стадиях процесса. Наконец, получеЮIЫЙ пар исполь
зуется для привода турбокомпрессора, в качестве решента  на стадии паро
вой конверсии, а также направляется на выработку холода. Таким образом,
обеспечивается ero внyrpеIOlее, т.е. реrенеративное, энерrетическое и TeXHO
лоrическое использование в самом технолоrическом процессе и внешнее  во
внешних потребителях.
Схема производства серной кислоты из колчедана контактным спосо
бом приведена на рис.l.lОФлотациоIOlЫЙ колчедан, содержащий пирит FeS2,
подверrается обжшу в печи кипящеrо слоя 1. При обжиrе происходит окис.-
ление пирита при температуре около 800 ос
4 FeS2+1] 02==2 Fе20з+8 S02+Q.
технолоrический rаз с содержанием 8...13 % диоксида серы направляется в
котелутилизатор и далее  в отделение высокотемпературной очистки 3. В
котлеутилизаторе он охлаждается до температуры не выше 400...450 ос
(предельная температура работы электрофильтров). В циклонах и электро
фильтрах отделения высокотемпературной очистки из технолоrическоrо rаза
удаляется orapoK Fе20з, который утилизируется. После этоrо технолоrиче
ский rаз очищается от соеДШIений селена, фтора и мышьяка в отделении
мокрой очистки, пройдя последовательно полыIй и насадочный скруббер,
мокрый электрофильтр и еще ОДШI наса,дочныIй скруббер. для орошения
скрубберов используются растворы серной кислоты различной Koнцeнтpa
ции. Нarнетателем 7 очищенный от примесей технолоrический rаз подается
в мноrоступенчатый контактный аппарат 9  реактор. Температура rаза на
входе в реактор около 420 ос. Экзотермическая реакция окисления диоксида
серы
 3] 
S02+ 2 02==2 SОз+Q
протекает на ванадиевом катализаторе. Для поддержания оптимальной CKO
рости обратимой реакции реакционная смесь охлаждается после каждой cтy
пени реактора в BbIHOCНbIX теплообмеIOlИКах.
С предпоследней ступени охлажденная смесь поступает в первую CTY
пень абсорбЦИОIOlоrо отделения, пройдя которую возвращается на послед
moю ступень реактора и после нее  во вторую ступень абсорбЦИОIOlоrо oт
деления. Для орошения абсорберов используется раствор серной кислоты.
Содержащаяся в нем вода вступает в реакцmo с триоксидом серы
Н 2 О+SО з ==Н 2 SО 4 +Q.
lO...20%H 2 S04
50%H 2 S0 4
2 3 "
i3
'1:>
!!w
...

:.:
о
a
 <::;.1:"1.)
..........
Олеум. 
на сКлni)
Серная
кислота
на сКJШi)
1.
I
Рис. 1.10. Схема производства серной кислоты из колчедана
1  печь кипящеrо слоя обжиroвая; 2,3  циклоны и электрофильтры высокотемпераryp
Horo отделения очистки технолоrическоrо rаза от orapKa (Fе20з); 4  отделение мокрой
очистки; 5  сборники промывочных растворов серной кислоты отделения мокрой
очистки; 6  насосы циркуляционные; 7  наrнетатель; 8  выносные охладители
реакционной смеси; 9  контактный аппарат (реактор каталитический); 10 
воздухоподоrреватель; 11, 12  абсорберы первой и второй ступени; 13  сборники
rOТOBoro продукта (олеума и серной кислоты); 14  охладители промывочных растворов и
rOToBoro продукта; 15  вентилятор
Выделяющаяся при этом теплота так же, как в скрубберах мокрой очи
СТКИ, отводится в холодильниках 14 и 15 при охлаждении водой растворов,
стекающих из абсорберов. конечныIй продукт в виде КOlщентрированной
серной кислоты и олеума (раствора SОз в серной кислоте) отводится на
склад. Непрореаrировавшие rазы выбрасываются в атмосферу.

 32 
I
Применение двухступенчатой абсорбции триоксида серы позволяет
повысить степень ero извлечения от 0,95...0,97 до 0,995...0,997. В результате
снижается содержание окислов серы в выхлопных raзах. Добиться Taкoro
результата увелнчением числа ступеней реактора невозможно, так как при
увеличении КOlщентрации триоксида серы в реакционной смеси сдвШ'ает
равновесие обратимой реакции влево.
Выделенная при обжиrе колчедана TerтoTa используется для
получения пара, отпускаемоrо внешним потребителям. Terтoтa реакции
окисления триоксида серы используется для реrенеративноrо подоrpева
реакционной смеси перед реактором и воздуха, используемоrо в качестве
окислителя в процессе обжиrа. Тем самым обеспечивается возможность
проведения автоrенноrо процесса. Кроме Toro, прорабатьmался вопрос об
использовании TerтoTЫ абсорбции после холодильников /4 и /5 для
получения rорячей воды с последующей подачей ее в систему
теrтоснабжения.
Утилизация orapKa и селеновоrо mлама снижает количество отходов,
направляемых на захоронение.
KOMrтeKcHoe решение технолоrических, энерrетических и
эколоrических проблем удается обеспечить и при использовании ранее
рассмотренной схемы с котактным rазожидкостным испарителем,
приведенной на рис. 1.6. С одной стороны, испаритель является элемеmом
технолоrическоrо процесса и предназначен для КOlшентрирования раствора.
С дрyrой  он ВЫПОШIЯет функцшо источника TerтoTЫ для получения
rорячей воды в системах отоrтения, веmиляции или rорячеrо
водоснабжения. Более Toro, охлаждение и осушка пароrазовой смеси в
поверхностнокоmактном водоподоrpевателе позволяет снизить термическое
зarpязнение атмосферноro воздуха и ero влажность в зоне выброса уходящих
rазов из этой установки. Возможно использование такой схемы и для
обезвреживания сточных вод. В этом случае, вместо обычной rорелки, может
быть применен, например, циклонный реактор, в котором происходит
оrnевое обезвреживание стоков. Продукты сroрания используемоrо при этом
тоnлива, а также rорючих примесей стоков, после реактора направляются в
ксmактный rазожидкостный испаритель, rде охлаждаются и очищаются
одновременно от содержащихся в них солей и дрyrиx твердых частиц.
Большая часть жидкости испаряется. Остальная ее часть с извлеченными из
продуктов сropания примесями вывдитсяя из испарителя и поступает на
дальнейшую обработку в фильтрах, отстойниках, центрифyrах и Т.п. или
направляется на захоронение. Парrазовая смесь так же, как в предыдущем
случае используется для получения rорячей воды. Отсутствие изrотовленной
из металла или дрyrиx материалов поверхности теrтообмена в таких
аппаратах позволяет доводить удаляемый из них раствор до состояния
суспензии, что ведет к снижению затрат на дальнейщyIO ero переработку или
утилизацию.
I
ш
11111
Ilillll
11111
111
 зз 
I
2. МЕТОДЫ СОСТАВЛЕНИЯ ЭНЕРrОБАЛАНСОВ
2.1. Основные положення н расчетные соотношення
Энерzетический баланс (в дальнеЙII1ем энерrобаланс) промыmленноrо
объекта, т.е. промыmленноrо предприятия, ero подразделения, техноло
mческой шrnии, установки, аппарата, является частным выражением закона
сохранения энерrии: (первоrо закона термодинамики).
Назначение энерrобалансов  определение необходимоrо количества
энерrоресурсов, анализ и оценка эффективности их использования при про
ектировании новых, эксrтуатации и модернизации действующих объектов,
разработке мероприятий и технических решений по энерrосбережению, по
вышению эффективности использования ТЭР, снижению себестоимости
продукции. Различают общие или сводные и частныIe энерrобалансы. В CBOД
ном энерrобалансе учитывают все виды энерrоресурсов. В частном  COCTaв
ляется баланс по KaкOMYTO одному энерrоресурсу или энерrоноситешо.
Примером сводноrо баланса предприятия может служить отчет о потребле
нии энерrоресурсов за rод или квартал, с учетом поступления всех видов ТЭР
и распределения на технолоrические, санитарнотехнические и прочие нуж
ды. К частным энерrобалансам относятся пароконденсатный баланс, тоnлив
ный, TerтoBыe балансы систем водяноrо или паровоrо отоrтения, систем
веmиляции, rорячеrо водоснабжения и т.п.
По способам составления различают опытный или ШIструмеmальный,
расчетный или опытнорасчетный энерrобалансы. Опытный составляется с
использованием показаний стационарных или портативныIx средств измере
ний, расчетный  на основе технолоrических, теrтотехнических и дрyrих ви
дов расчета. При разработке проектов технолоrических или санитарно
технических систем, а также предприятий в целом, расчеты составляющих
энерrобалансов выполняются, как правило, по укрупненным показателям, т.е.
удельныIM нормам расхода каждоrо вида ТЭР на ту или иную продукцию, тот
или ШIОЙ технолоrический процесс.
По содержанию выделяют сшrrетический и аналитический балансы. В
сшrrетическом определяется общее потребление и распределение подведен
НbIX ТЭР по подразделениям и отдельныIM элемеmам объекта. В аналитиче
ском, помимо этоrо, оценивается эффективность энерrоиспользования, т.е.
выделяются полезные составляюшие баланса и потери ТЭР.
2./.1. ОБщий энерzо6аланс промышлеННО20 оБъекта
При составлении энерrобаланса промыmленноrо предприятия удобно
воспользоваться следующей обобщенной схемой или моделью, приведеной

 34 
на рис.2.1. Здесь Q, и Qj  потоки теплоты, поступающие и удаляемые из
объекта с потоками веществ G; и G j , например с паром и конденсатом, топ
ливом и уходящими rазами и Т.п.; QOi И QOj  потоки теплоты, подведеlПlЫе к
объекту и отведенные от Hero теплоносиreлями, пиркулирующими по замк
нутым КОlПурам, например сетевой или оборотной водой; QFi и QFj  потоки
теплоты, подведенные и отведенные через оrpаждения (стены, окн!!, полы,
перекрытия зданий и др.); N; и N j  подведенная и отведенная электрическая
или механическая энерrия.
I11
LQFj
LQi {
LQ-;;
LQGj
LQFi
LM
PHc.2.1. Обобщенная схема промышленноrо объекта
11111
Поняпю, что i * j, поскольку в производстве имеют место мноrочис
ленные слияния и разделения потоков веществ, химические превращения,
преобразования одних видов энерrии в дрyrие. Более Toro, количества раз
личных видов потоков теплоты и энерrии, подведенных к объекту и OTBe
денных от Hero, как правило, также не совпадают.
В соответствии с принятой схемой уравнение энерrобаланса объекта
может быть представлено в виде
IQi+ IQGi+ IQFi+ LNi== IQj+ IQGj+ IQFj+ Щ. (2.1)
Правая часть уравнения вкточает как полезно используемые в
дальнейшем потоки теплоты LQjП + LQG/Ib так и рассеиваемые в oкpy
жающую среду LQjOC + LQOjoc + LQFj. Поэтому уравнение (2.1) может быть
преобразовано к виду
LQ; + LQOi + LQFi+ LNi  LQjП + LQОjП + LQjoc + LQOjo.c + LQFj + . (2.2)
i
 35 
,
в (2.2) отсутствуют составляющие IQFjш IQFjo.c и Щп, Що.с. Дело
в том, что потоки теплоты через оrpаждения зданий, наружные поверхности
оборудования и трубопроводов, расположенных на улице,  ничто иное, как
потери в окружающую среду, т.е. IQFjo.c== IQFj. Кроме Toro, большая часть
электрической и механической энерrии, используемых в производстве,
затрачивается на электротермические процессы, преодоление сил трения и
превращается в теплоту, рассеиваемую в окружающую среду. Следо
вательно, учитывается суммой IQjo.c + IQGjoc. Искточение составляют
электрохимические процессы. В них значительная доля электроэнерrии MO
жет расходоваться на диссоциацию БОДЫ, электрокоarуляцmo и др. Но в об
щем энерrобалансе предприятия эти составляющие, как правило, пренебре
жимо малы.
Рассеивание теплоты в окружающую среду имеет место при выбросе в
атмосферу уходящих rазов за печами и котельными arperaтами, удалении
вытяжноrо веlПиляционноrо воздуха из помещений; потерях теплоты через
наружные поверхности трубопроводов и оборудования, находящихся вне
помещений, при охлаждении оборотной воды в rpадирнях, сбросе сточных
вод и конденсата в канализацию, хранении продукции и полуфабрикатов на
открытых площадках вследствие теплопотерь через оrpаждения помещений.
Тепловые потери от наружных поверхностей трубопроводов и оборудования,
тепловыделения от персонал!!, продукции и полуфабрикатов внутри поме
щений учитываются при расчете тепловых потерь через оrpаждения зданий.
На тобом предприятии имеются системы или установки с периодиче
ским режимом работы. Кроме Toro, системы и установки, основным режи
мом раБотыI которых является установившийся, характеризующийся посто
янством расходов и параметров энерrоносителей и обрабатываемых веществ
и материалов, периодически вкточаются и выключаются из работы. Часть
рабочеrо времени они эксплуатируются при неполной зarpузке, на холостом
ходу. Завоз сырья и отrрузка rOToBbIx изделий или отходов осуществляются
не непрерывно, а периодически. Поэтому для предприятия, так же как для
аШIaрата или установки, работающих в периодическом или переменном pe
жимах, энерrобаланс составляют не для произвольноrо момеlП!!, а для ин
тервала времени, в течение Koтoporo производственный цикл полностью за
канчивается. В качестве Taкoro интервала Moryт быть выбраны технолоrиче
ский цикл, рабочая смен!!, сутки, месяц, квартал, отопительный или летний
сезоны, календарный rод. Правильный выбор указанноrо периода позволяет
использовать уравнения вида (2.1) и (2.2), не вводя в них дополнительные
члены, для учета накопления или убыли энерrии в элеменrax объекта во
времени.
11
:,

 36 
 37 
2.1.2. Расчет составляющих энерzобаланса nромышленНО20 объекта
Составляющие энерrобаланса Moryт быть рассчитаны следующим об
разом.
Теплота потоков веществ и энерrоносителей
Qи0 
[де G; и G j  расходы веществ и энерrоносителей или их количества, подведенные к объ
екту или отведенные от Hero за интервал времени, для Koтoporo составляется баланс; h; и
hj энталъпии веществ и энерrоносителей на входе и на выходе из объекта.
В общем случае энтальпия
h  hrM+ h".+ h я , (2.4)
[де h,."  термомеханическая, hx  химическая и h.  ядерная составляющая энталъпии.
Известно, что hrM  hrмo + w 2 /2. rде hrмo  энтальпия неподвижноrо
вещества и w  скорость ero потока. Однако скорости потоков в промыш
ленных трбопроводах значительно ниже скорости звука. Поэтому COCTaв
ляющая w 12, пренебрежимо мала. И значения энтальпий потоков определя
ют при допущении w  о. Для rаза или жидкости, фазовое состояние KOТO
рых не меняется, hrM с t, rде с  удельная теплоемкость и t  температура
потока.
Для топлива принимают
Q  в Q.!', (2.5)
[де в  расход или количество израсходованноrо топлива; QH P  ero низшая теплотворная
способнOCIЪ. Физической составляющей энталъпии топлива hT С Т ( т , [де С Т  удельная Te
плоемкость и ( т  температура топлива, обычно пренебреrают. Здесь н далее индексы "Р' и
"/' опущены. Если в KaкOMTO из видов оборудования объекта возможна конденсация BO
дяноrо пара из дымовых rазов, то вместо низшей теплотворной способности следует ис
пользовать высшую Q.p.
При подводе теплоты с потоками сред, циркулирующих по замкнутому
контуру без фазовых превращений,
QG  G с бt, (2.6)
rде бt  изменение темперmуры потока в контуре.
Теплоприrоки или теплопотери через оrpаждения
KF 
[де К  коэффициент теплопередачи через оrpаждение; F  площадь теплопередающей
поверхности оrpаждения; l1t  температурный напор, например, разность температур
воздуха внутри помещения и снаружи, температур рабочей среды в аппарате и воздуха в
помещении и т.п.
Формулу (2.7) используют при детальном составлении тепловоrо
баланса помещений с целью нахождения отопительной и веmиляционной
нarpузок (методика Taкoro расчета ШIЯ термокамеры приведена в п. 2.1.5).
Однако ШIЯ тaкoro объекта, как предприятие или цех, часто достаточно
использовать укрупненные показmели отопительновентиляционной
нarрузки. В этом случае отопительная нarpузка за сезон
 Р tB t H C kt<.t H C ) 
Qo (Qo tB tHP kI..tHP)  L.. QTB) пО, (2.8)
[де QoP  расчетные теплопотери через оrpаждения (стены. пол, перекрытия, окна и т.д.;
( в , ( н е и t и Р  температура воздуха в помещении. средняя и расчетная температуры
наружноrо воздуха в отопительный период (для Москвы tиР 260C); LQT..  суммарные
тепловьщеления от оборудования и персонала в помещениях; по  длительность
отопительноrо периода.
QoP  qo V (tB tJ') kt, (2.9)
[де qo  удельные теплопотери здания, зависящие от характера производства или
назначения помещений (табл. 2.1); V  объем зданий по наружному обмеру; k, 
коэффициент, учитыIающийй влияние температуры наружноrо воздуха на теплопотери
через оrpаждения здания, в том числе за счет инфильтрации.
для общественных зданий и зданий комунальнобытовоrо назначения
22
kt  0.54 + t  t '
в н
[де tи действительное значение температуры наружноro воздуха.
Для производствеюIыIx корпусов можно считать, что kt  1,0...1,6.
Если часть времени система отопления работает со сниженной нarpуз
кой (практикуется в нерабочее время с целью экономии ТЭР),
С С
 p tB t H  p tB t H 
Qo (Qo t  t Р  L..QTB) (nonд + a(Qo t  t Р  L..QT.B) nl,
в н в н
[де а  коэффициент снижения наrpузки; пI длительность раБотыI системы отопления со
сниженной наrрузкой.
Формулы (2.9) и (2.11) записывают обычно в упрощенном виде, т.е.
принимают условно LQT.H  о, но влияние тепловьщелений в помещении на
отопительную нarpузку учитывают, корректируя значения удельных тепло
потерь здания qo в зависимости от характера производства, назначения
имеющихся в здании помещений, размеров caмoro здания [28].
Вентиляционная нarpузка
С
 p tB t H Р Р (a
QBQB pn+QB nl+(0,15...0.20)QB n2,
tB t H
rдe п, Щ, п2  длительности раБотыI системы вентиляции при t и < ti. при t и ?:. ( н Р и с отклю
ченными вентиляторами.
При откточении веmиляторов теплоносиrель продолжает поступать в
калориферы ШIЯ предупреждения их разрушения вследствие возможноrо
замерзания при отрицательных температурах.
QB P  qB V (tB  t H P ),
rдe q.  удельная вентиляционная наrрузка (см. табл. 2.1).
(2.1 о)
(2.11)
(2.12)
(2.13)

 38 
Таблица 2.1. Удельные отопительные и вентиляцнонные тепловые наrрузки произ--
водственных зданий раз.личноrо назначения
Характер производ V, тыс.м 3 Удельные наrрузки,
(в, ос КЛж/(м 3 .ч.К)
ства Qo QB
Литейное 14 10...50 1,25...1,05 4,6...4,2
50...100 1,05...0,9 4,2...3,8
100...150 0,9...075 3,8...3.4
Кузнечное 14 До 10 1,7...1,25 2,9...2,5
10...50 1,25...1,05 2,5...2,1
50...100 1,05...0,63 2,1...1,25
Механосборочное 15 2,3...1,9 1,7...1,05
50...100 1,9...1,7 1,05...0,63
100...200 1,7...1,6 0,63...0,5
1,6...15 0,5...0,34
Деревообраба 15 До 10 2,5...2,3 2,5...2,1
тьшающее 5...10 2,3...1,9 2,1...1,9
10...50 19...172 19...17
Значения тeмnepa-ryp (но и (н Р выбирают по климатолоrическим данным (табл. 2.2);
V  строительный объем здания по наружным обмерам
Затраты теплоты на rорячее водоснабжение
Qr.BC== g т с [(tr lx.з) пo+(t r  lxл) п л ], (2.14)
rде g  24...26 л/чел.сут.  средняя суточная норма расхода rорячей воды на промышлен
нь!х предприятиях; т  численность персонала предприятия; с  4,19 кДж/(кr.К)  удель
ная теплоемкость воды; (r 65 ос  тeмnepa-rypa rорячей воды (по СНИn 55 ОС, но для
компенсации теплопотерь в системе ее нarpeBaIOТ до более высокой темnера-rypы); (Х.З и
(х.н  тeмnepa-rypa холодной воды зимой и в леrnий период (5 и 15 ос соответственно); по и
п н длительности отопительноrо и леrnerо перюдов.
Таблица 2.2. Климатолоrические данные
rород (нР,ОС t и С , ос по, сут
Арxaнrелъск 31 ,7 251
Волrоrpaд 25 ----0,34 182
Иркутск 37 8,9 241
Казань 32 5,7 218
Мarнитorорск 35 7,9 218
Москва 26 3,6 205
Новокузнецк 38 7,9 
Оренбурr 31 81 201
Смоленск 26 2,7 210
 39 
2.1.3. Расчет и оценка потребления тэр теХНОЛО2ическuмиустанов
ками и системами
I
I
Потребление тэр технолоrическими системами и установками может
быть определено по известным методикам теплотехнических расчетов про
мышленноrо тепломассообменноrо оборудования [8, 24, 32 43, 44]. Однако
последние весьма трудоемки. Поэтому при составлении укрупненных
энej>rобалансов объектов можно упростить процедуру, используя удельные
нормативные показатели, результаты обследований, балансовых испытаний
и др. Остановимся на некоторых полезных практических рекомендSцияx.
На различных промышлеюIЫХ предприятиях получили широкое
распространение сушильные установки, в том числе периодическоrо
действия. При проектировании предприятий расход теплоты или rpеющеrо
пара на сушку оценивают по удельным энерrозатратам. так, например, на
обработку 1  пиломатериалов в камерах периодическоrо действия
расходуется 0,6...0,8 т пара или 1,25...1,67 rДж теплоты. В сушильных
установках непрерывноrо действия  0,5...0,6 т пара или 1,04...1,25 rдж
теплоты. Расход пара при начальном проrpеве древесины превышает
средний в 3...4 раза. Зarpузка камер происходит в разное время. Поэтому
максимальный расход пара на сушку во всех камерах в 2,5 раза выше
среднеrо при числе камер менее 4 и в 2 раза  при числе камер 4 и более.
Длительность процесса сушки для хвойных пород в зависимости от толщины
пиломатериалов составляет 3...5 суток, для дуба, бука 6...10 суток.
Аналоrичные данные по сушке дрyrих материалов и изделий можно
нaйfи в специальной или справочной литературе. При повышеюIЫХ
требованиях к качеству древесины длительность процесса сушки
увеличивают в два раза и более.
В мебельной промышленности древесину, поступающую на
переработку, предварlПельно oтrаивают и проrpевают в открытых бассейнах
с водой при 5...10 ос. Необходимое время выдержки  4...12 ч. Фактически
бревна выдерживают в течение одной смены. для подоrpева воды в бассей
нах используют пар или rорячую воду. При этом удельный расход теплоты
составляет 2,1...3,14 МДж/ч на 1  площади бассейна в плане или
0,32...0,49 rДж на 1 м з древесины, если температура наружноrо воздуха
15...25 ос.
Примерный тепловой баланс бассейна следующий: расход теплоты на
проrpев и отrаивание древесины около 30 %, тепловые потери порядка 70 %.
Из них около 40 %  конвекuией, до 1 О %  излучением и примерно 20 % 
вследствие испарения воды с поверхности.
Расход теплоты на обоrpев ванн rальванических линий машинострои
тельных предприятий, выварочных ванн, используемых для удаления rpязи с

 40 
деталей на вarоноремонrных предприятиях, можно оценить по следующей
зависимости :
Q==(qБFqдFд+qжFж)п, (2.15)
rде qб, qд, qж  плотности тепловоrо потока от боковых стенок, днища и с поверхности
жидкости в ванне; F б , F д , F ж  площади поверхности боковых стенок. днища и жидкости;
п  длительность работы обоrpeваемых ванн.
При температуре жидкостн в ванне 90 ос и отсутствии крышек и теп
ЛОвой изоляции на стенках ванн qб == 900 вт/м 2 ; qд == 700 вт/м 2 И qж ==
== 12000 вт/м 2 . При наличии тепловой изоляции теплопотери снижаются на
порядок. Если температура жидкости lж *- 90 0 С,
qб== 900 [(lж lос)/(90  lос)]1.25. (2.16)
Аналоrnчно можно оцениrь qд и qж. Более точные оценки возможны при ис
пользовании рекомендаций по расчету тепло и массообмена с }"'-Iетом KOH
вективной, лучистой составляющих и испарения с открытой поверхности
жидкости [22, 23].
Весьма распространенным видом теплоиспользующеrо оборудования в
различных отраслях промышленности являются моечные машины. ОНИ MO
ryт быть туннельноrо или KaмepHoro типов (первые  периодическоrо, BTO
рые  непрерьmноrо действия). для мойки изделий или деталей используют
холодную или rорячую воду и растворы каустика (NaOH). Воду и раствор
нarревают острым или rлухим (через теплопередающую поверхность) паром
или rорячей водой. Для удаления образующеrося в процессе мойки пара Ma
шины снабжены вытяжными венrиляторами. Обследования различных Ma
шин показали, что во мноrих из IШX 65...85% теплоты теряется с oтcacьтae
мым из рабочеrо пространства машины воздухом. Расход теплоты на HarpeB
обрабатываемых деталей или изделий составляет 3...8 %, остальная часть
теплоты расходуется на подоrpев подпиточной воды, на компенсацию теп
ловых потерь в окружающую среду через оrpаждения машины. Время про
rpeBa деталей и изделий обычно меньше времени на мойку. Расход пара или
теплоты на проrpев машины при запуске примерно в четыре раза больше
расхода пара или теплоты на машину после завершения ее проrpева.
2.1.4. Некоторые особенностuучета перuодuчеСКО20 режuмаработы обо
рудованuя
На предприятиях, имеющих собственные котельные и работающих в
одну или две cMeНbI, основной потребитель тепло1ы в летний период  Tex
нолоrическое оборудование. Если в нерабочее время оно простаивает, то KO
тельная также может вечером останавливаться и утром вновь запускаться в
работу.
 41 
Оптимальный режим работы паровых и водоrpейных котлов  непре
рывный или установившийся при номинальной нarрузке. В этих условиях
КПД котла близок к максимальному. Однако в действительности всеrда
имеют место колебания нarрузки котлов в течение суток и рабочей смены (в
зависимости от режима работы и уровня зarрузки технолоrnческоro обору
дования, влияния суточных и сезонных колебаний параметров атмосферноrо
воздуха на величину отопительновентиляционной нarрузки и т.д.). Поэтому
В реальных условиях при расчете теплоты топлива, расходуемоrо в котель
ной предприятия, приходится учитывать указанные обстоятельства. Сделать
это можно следующим образом:
== В Q р == {{ех +Q,.B +Q.BC
QT Н ,
llкаllc.иТ'!тр
rде в  расход топлива; Q"P  ero низшая теплотворная способность; Qтex, Qo в, Qr.вc,  pac
ходы теплоты на технолоrические и отопительновентиляционные системы и установки,
на rорячее водоснабжение, 1)..8  кпд котельноrо arperaTa; 1)с."  коэффициент, учиты
вающий затраты теплоты на собственные нужды котельной (на деаэратор, химводопод
rOToBKY и т.п.); 1)1]>  кпд системы транспорта теплотыI от котельной К потребителям
Зависимость кпд котла от нarрузки может быть взята из режимной
карты. для примера в табл.2.3 и 2.4 приведена вьmиска из режимных карт
паровых котлов одноrо из машиностроителъныIx заводов. Однако указанные
значения кпд котлов должны быть уменьшеныI на 100 Q,/(B Qи Р ), rде Qa 
теплота, аккумулированная элеменrами конструкции и теплоносителем при
разоrреве котла. Для ее оценки достаточно знать массу котла и объем котло
вой воды В нем. Так, у котла ДКI;31013 объем, занятый водой, V B == 9,11 м 3 ,
паром  2,63 м 3 , масса котла М == 15,9...18,8 т. Следовательно, QaR{M"c +
+VB"P-C B ) (tкlи), rде С и Св  уделъныIe теплоемкости материала элеменrов
конструкции и КОТЛОВОЙ воды; lи и lк  их температуры до и после разоrрева;
Р  плотность воды.
(2.17)

,
1
I
Таблица 2.3. Технические характеристики котла ДЕ2s..14-rм
(выписка из режимной карты)

Показателъ, режимный Характеристика, значение режимноrо параметра
параметр котла
Порядковый номер N21
Состояние пара Насыщенный
Давление пара, МПа 0,687 0,834
Мощность по пару, т/ч 13,5 16,0 18,2 20,1 21,8 23,4
кпд брyrrо, % 93,09 9323 93,24 9328 93,23 93,15
Расход топлива, м ' /ч 1020 1215 1385 1520 1650 1775
Удельный расход топлива, 36,66 36,60 36,60 36,59 36,60 36,64
кr v.тJrДж

 42 
Таблица 2.4. Технические характеристикн котла ДlО-13 (выписка нз ре--
жимной карты)
Показатель, режимный пара Характеристика, значение режимноrо параметра
метр котла
Попядковый иомеn N23
Состояние паna Насыщенный
Давление пара, МПа O,589O,687
Мощность по пару, т/ч 4,2 5,8 6,9 9,0
кпд брутrо, % 82,25 90,51 91,12 91,53
Расход топлива, м 3 /ч 330 450 534 696
Удельный расход топлива, 38,24 37,71 37,45 37,29
кr v.тtrПж'
Приведенные в табл.2.3 и 2.4 харaкrеристики получены при использо
вании MOCKOBCKoro природноrо rаза (Qп Р 33,28 МДж/м 3 ). Удельный расход
ТOIшива выражен в Kr условноrо топлива (кr у. т.) на 1 rДж вырабатываемой
теплоты. В теплотехнике за условное принимают топливо с теплотворной
способностью Qп Р  29,3 МДж/м 3 .
XapaкrepHЫM примером оборудования, работающеrо в периодическом
режиме, являются пропарочные камеры для изrотовления железобетонных
панелей и блоков. Полный цикл работы таких камер включает зarрузку, про--
rpeB, выдержку и выrpузку roтoBoro изделия. В период nporpeBa теплота
расходуется на:
 проrpев пропариваемоrо изделия
Qпи== 'iМ; с; (tK [ н ), (2.18)
rде м; и С,  масса и удельная теплоемкость отдельных компонентов изделия; 'и и '. 
начальная и конечная темпера"I}'jJы изделия в период проrpeва;
 проrpев оrpаждеIШЙ пропарочной камеры Qo (рассчитывается анало
rично);
 компенcaцmo потерь теплоты через оrpаждения
Qoc K; F; (1  1.) 'tl,
(2.19)
rде К ' и F i  коэффициенть! теплопередачи и площади теплопередающих поверхностей
элементов оrpаждений; ,  средняя темпера"I}'jJа теплоносителя в пропарочной камере;
'в  темпера"I}'jJа воздуха в помешении цеха; '[1  время проrpева;
 испарение влarи из изделий
Qи М; а (hn h.),
(2.20)
rде а  доля испаренной влarи от массы изделия; h n и h B  энтальпии пара и влarи.
Если учесть еще теплоту пара Qn, находящеrося в свободном про
. странстве камеры, то общее количество теплоты за период проrpева составит
\

.,
 43 
Ql А (Qп.и + Qo + Qoc+ Qи +QJ,
rде. А  1,08... 1, 12  коэффициент, учить!вающий наличие пролепюrо пара.
В период изотермической выдержки
Q2 Qo.c+ QnpA U{t Ft (I 1.) '[2,
rде А 1, 16... 1,24; Qnp  теплота пролетноrо пара; '[2 время выдержки.
(2.21)
(2.22)
2.1.5. Методика детШ/ЬНО20 расчета составляющих теnловО20
БШ/анса холодWlЬН020 предприятия
В качестве примера объекта, для KOToporo, как правило, детально
рассчитываются составляющие тепловоrо баланса, рассмотрим холодильное
предприятие для хранения rnпцевых продуктов.
Холодильное оборудование, необходимое для поддержания заданной
температуры в холодильных камерах, подбирается по величине требуемой
холодильной мощности с учетом уровня температуры вырабатыва
eMoro холода. Требуемая холодильная мощность определяется по сумме
следующих видов теплопритоков:
 через наружные оrpаждения камер (стены, полы, потолки,
перекрытия и др.) Ql;
 с продуктами Q2, в том числе вследствие фазовых и биохимических
превращений в продуктах в процессе термообработки;
 с венrилЯЦИШПlым воздухом Qз;
эксплуатaIшоlпlыIx Q4 (от освещения, электромеханическоrо обору
дования и др.).
Теплопритоки через наружные оrpаждения складываются из двух co
ставляющих
Ql Ql' + Ql",
(2.23)
rде Ql' обусловлена разностью темпера"I}'jJ воздуха снаружи и внутри камеры; Ql"
теплопритоки от солнечной радиации. Ql' рассчить1В8IOТ по формуле (1.7), принимая 11, 
 'н  'в, rде 'в  темпера"I}'jJа воздуха в холодильной камере. Расчетную темпера"I}'jJу
наружноrо воздуха определяют, пользуясь зависимостью 'н  0,4 'С.М + 0,6 'пшх, rде 'С.М 
среднемесячная темпера"I}'jJа в 13 ч caMoro жаркоrо месяца roдa и 'шах максимальная тeM
пера"I}'jJа наружноrо воздуха в климатической зоне, для которой выполияется расчет При
определении теплопритоков из неохлаждаемых помещений, имеющих непосреДС11lенный
выход наружу, расчетную разность температур уменьшают на 30%. Если неохлаждаемые
соседние помещения не имеют непосредственноrо выхода наружу, то  на 40%.
Значения коэффициенrов теплопередачи рассчитывают по известным
зависимостям с учетом теплофизических свойств материалов оrpаждений и

 44 
 45 
с  С) С 2 /С О ,
(2.26)
Теплоприrоки через наружные стены подвалов полуподвалов находят
так же, как через неИЗОЛИРОВ8ННые и изолированные полы. Отсчет зон при
этом ведут от уровня земли.
Для полов, лежащих на rрунте, указанные выше значения коэффици
ентов теплопередачи умножают на коэффициент т  [1+1,25 L(б1л.);]I, rде б
и л.  толщина и теплопроводность слоев пола; i  порядковый номер слоя.
Обычно коэффициент теплопередачи теплоизолированноrо пола принимает
ся равным 0,35 BT/(.K).
При расчете теплоприrоков через полы, оснащенные нarpевшельными
элементами для защиrы rpyнтa от промерзания, вместо ( н в формулу (2.7)
подставляют средmoю температуру слоя rpyнтa с нarpевательными элемен
тамиtср(обычно 1...3°С).
Теплоприrоки от солнечной радиации рассчиrывают по формуле
Q)" к F !!..t p , (2.30)
rде Мр  избыточная радиационная разность темпера"I)'р (табл.2.5).
Таблица 2.5. Избыточная радиационная разность температур, ос
условий теплообмена с внутренней и наружной сторон. Коэффициент KOH
вективной теплоотдачи на внутренней стороне вертикальноrо оrраждения
aK 1,66 (tcт t в )О,зз, (2.24)
rде (ст  темпера1УРа ПОВl..рхности стенки.
Значение коэффициента пропорциональности в этой формуле увеличи
вают на 30% для rоризонтальных полов и уменьшают на 30% для rоризон
тальныIx потолков камер.
Коэффициент лучистоrо теплообмена внутри помещений
а  (0,01 т ст )4  (0,01 т в )4 С  Ь С ( 2.25 )
л (cт ( в q> <Р,
rде Тети TB абсолютные темпера"I)'РЫ внутренних поверхностей оrpаждений и воздуха в
камере; С  приведенный коэффициент излучения; q>  коэффициент облученности (ДЛЯ
закрытых помещений q>  1):
rде С, и С 2  коэффициенты излучения поверхностей, обменивающихся теплотой;
СО  5,2...5,4 вт/(м 2 . к4)  коэффициент излучения абсолютно черноrо тела. Обычно ДЛЯ
стен, не покрытых инеем, С  4,9 BT/(.K4). Для стен, покрытых инеем, он равен
практически коэффициен"I)' излучения абсолютно черноrо тела
Поверхность Ориентация поверхности по С1ранам света
Ю ЮВ ЮЗ ВЗ СВСЗ С
rеоrpафическая широта. rpaд
40 50 60 4060
Стены:
 бетонная 5,9 8,0 9,8 8,8...10,0 9,8...11,7 5.1...5,6 О
 кирпичная 6.6 9,1 11,0 9,9...11,3 11,3...13,2 5,8...6.3 О
 покрытая изве 3,6 4,9 6,0 5,4...6,1 6,0...7,2 3,2...3,5 О
стью или светлой
штука"I)'рКОЙ
 окрашенная
темных тонов
5,1 7,1 8,5 7,7...8,8 8,5...10,2 4,5...4,9 О
llлоские кровли:
 без окраски
(темные)   17,7    
 окрашенные
светлых тонов
  14,9    
 ша1ровые
15 10 5    
ь  0,81 +O,005(tcтtB). (2.27)
Конвективный коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности
оrpаждения (с улицы) при направлении ветра вдоль стеныI
aK 5,8 }уО. 8 Z 0,2, (2.28)
rде w  скорость ве1ра, м!с; 1  характерный размер поверхности в направлении движения
воздуха, м.
При лобовом направлении ветра
aK 11,6 WO,5. (2.29)
Для внутренних поверхностей помещений суммарныIй коэффициент
теплоотдачи, включающий конвективную и лучистую составляющие,
соrласно СНИП можно приюrмать равныIM 8,7 вт/(м 2 .к). Для наружных по
верхностей, обдуваемых ветром,  23,2 вт/(м 2 .к). Для стен, не обдуваемых
ветром и перекрытий, выходящих на чердак  11,6 вт/(м 2 .к), для выходящих
в подвал  5,8 BT/(.K).
ДЛЯ неизолированных полов коэффициенты теплопередачи принимают
с учеmм рассmяния зоныI пола от наружных стен здания. Для зоныI, распо
ложенной на расстоянии 2 м от наружной стеныI,  0,47 BT/(.K); для зоны
от 2 до 4 м  0,23 вт/(м 2 .к); для зоны от 4 до 6 м  0,12 вт/(м 2 .к); для oc
тальныIx участков  0,07 вт/(м 2 .к).

46 
 47 
Теrтоприrоки от обрабатываемых продуктов при их охлаждеlШИ оп
ределяют по формуле
Q2  (М П С п +А1. С Т ) бt/z,
(2.31)
Эксплуатационными теrтоприrоками часто задаются исходя из сле
дующих укрупненных показателей. При rтощади пола до 1 О м 2 их принима
ют равными 400/0 Ql; 10 ... 20 м 2  30%; более 20   20%. Опыт эксплуата
ции и проектирования холодильных камер показывает, что при положиrель
ных температурах воздуха в них величина теrтоприrоков на каждый квaд
ратный метр их пола составляет 90...100 Вт; при температурах воздуха в Ka
мере дО 40C  120...130 Вт; дО 18°C 200...220 Вт [27].
rде М п и М Т  массы продуктов и тары; сп и С Т  их теплоемкости; бl  изменение темпера
1УР ы продуктов и тары за время пребьшllНИJl в камере z. Если происходят фазовые или
биохимические изменения в продуктах, то вместо изменения их темпера1УРЫ берут
изменение энтальпни бh.
Теrтоприrоки с веmиляционным воздухом, поступающим в камеры,
рассчитывают по формуле
2. 2. Выбор и эффективность источников теплоснабжения
Qз VраБН,
(2.32)
Вздорожание энерrоресурсов в стране после 1992 r. вынудило МНOI'Ие
предприятия уделить пристальное ВlШмание поиску более дешевых источни
ков теrтоснабжения и усовершенствованию действующих систем энерrо
снабжения. При этом в противоречие вступают следующие факторы. С oд
ной стороны, комбинированное производство электрической энерrии и теп
лоты на ТЭЦ при прочих равных условиях всеrда выrодней, чем раздельное
[14,28]. Однако в реальных условиях значительные потери TerтoTЫ при ее
транспортировании по трубопроводам MOryT привести к тому, что производ
ство последней в собственной котельной, расположенной непосредственно
на территории предприятия, окажется более предпочтительным. ДОПОЛIШ
тельным обстоятельством, способствующим принятию подобных решеlШЙ,
являются сезонные колебания теrтовой нarpузки предприятий. Известно, что
доля отопительновенrиляционной нarрузки в общем теrтопотреблеlШИ
предприятий машиностроительноrо, деревообрабатывающеrо профилей, ря
да химических предприятий составляет 70...80 %. Кроме TOro, в летний пе
риод наблюдается некоторое снижеlШе объемов производства изза omyсков
персонала, проведения ремоmнопрофилактических работ. Поэтому летом
количество тerтoTЫ, транспортируемой по трубопроводам, уменьшается в
несколько раз. В то же время TerтoBыe потери от трубопроводов, по cpaвHe
нию с отопительныIM периодом, снижаются Bcero на 10...15 %. Следователь
но, среднеrодовая эффективность транспорта TerтoTЫ от внешнеrо источни
ка оказывается ниже закладываемой при проектировании системы, исходя
из ее максимальной теrтовой нarpузки.
Нюке рассмотреныI некоторые принципиальныIe вопросы, которые He
обходимо учитывать при выборе, модернизации и оценке эффективности
системы теrтоснабжения предприятий.
rде V  объем камеры; р  плотность cyxoro воздуха при температуре и давлении в кaMe
ре; а  кратиость смены воздуха в камере (обычно четыре раза в сутки); БН  разность эн
тальпий наружноrо воздуха и воздуха в камере с учетом влаrосодержания.
Эксплуатационные теrтопритоки рассчитывают следующим образом.
Теrтопритоки от освещения
Q41 А F, (2.33)
rде А  количество теплоты, вьщеляемой осветительными приборами на 1  площади
камеры (для складских помещений А  1 вт/м 2 , для производственных  А  4 BT/).
ОТ электродвиrателей веmиляторов, насосов и дрyrоrо оборудования,
расположенных внутри охлаждаемоrо объема,
Q42 LNэ, (2.34)
rде N э  мощность электродвиrателя.
Если электродвиrатели расположеныI вне охлаждаемоrо объема,
Q42  LNэ, 11,
(2.35)
rде 1]  кпд электродвиraтеля.
Теrтопритоки от людей
Q4З  350 т, (2.36)
rде т  число работающнх в камере; т  2...3 для камер площадью 200 м 2 ; т  3...4 при
площади более 200 ; 350 Вт  тепловьщеления от одноrо человека при средней интен
сивности работы.
Теrтопритоки от открывания дверей
Q4З  В F, (2.37)
rде в  удельный тепло приток. вт/м 2 , через открытую дверь; F  площадь дверноrо про
ема. В  262 вт/м 2 при охлаждении мяса; 698 BT/  при замораживании мяса в воздухе
при 35 ос; 46,S  75,6 BT/ в случае хранения замороженноrо мяса при 18°C и 46,S
вт/м 2  при хранении охлажденноrо мяса в камере при оос [32].

 48 
 49 
2.2.1. Комбинированные ираздельные источники электро и
теплоснабжения
т
Т]
3 4
То
8
Т2
2 6
1
а Т] 4 б
3
То 8
5
72
2 i'B 6
Преимущества комбинированноro способа производства электро-
энерrии и теплоты по сравнению с раздельным станОвится понятным из pac
смотрения реализуемых при этом процессов, представленных на Т, s  диа
rpaмMe (рис.2.2). Для упрощения анализа рассмотрены теоретические ЦИКЛЫ
Карно (при переходе к реальным циклам результаты качественно не меняют
ся). Коmrчество электрической энерrии, произведенной раздельным спосо-
бом, пропорционалъно площадке 75897, потери теплоты в окружающую cpe
ду, отводимой от рабочеrо тела охлаждающей водой,  площадке 12671 (см.
рис. 2.2, а).
При комбинированном производстве, пар, направляемый из отбора
турбины потребителю, предварительно используется мя производства элек
трической энерrии в количестве, пропорциональном площадке 4б854 (см.
рис.2.2, 6). Следовательно, количество электрической энерrии, вырабаты
ваемой при использованни остальной части пара может быть уменьшено на
величину, пропорционалъную этой же площадке, и будет пропорционально
площадке а46ва. И потери теплоты, отводимой с охлаждающей водой,
уменьшатся на величину, пропорциональную площадке 12Bzl. Таким обра
зом, при одном И юм же количестве вырабатываемой электрической энерrии
и теплоты в случае комбинированноro их производства потери оказываются
меньше, чем при раздельном.
В реальныIx условиях при выборе способа производства электроэнер
rии и теплоты необходимо учитывать дополнительные обстоятельства. Пре
жде Bcero, удаленность объекта теплоснабжения от источника, сезонные и
суточныIe колебания теплопотребления. Они существенно влияют на потери
теплоты при ее транспорте по трубопроводам, а следовательно, и на стои
мость получаемой потребителями энерrни. В частности известно, что на
машиностроительныI,, текстильных, пищевых, мноrих химических предпри
ятиях доля отопительновентиляционной нarрузки в общем теплопотребле
нии достиrает 70 % и более. Поэтому расход теплоносителя в трубопрово
дах летом в несколько раз меньше, чем зимой. В то же время, тепловые поте
ри через стенки трубопроводов меняются незначительно. Следовательно, ле
том каждая единица теПЛОТЬJ обходится дороже. В меньшей степени это
проявляется на нефтеперерабатывющих заводах, rде технолоrическая Ha
rрузка составляет почти 50%.
1
7
а)
9 S
1
7
9 S
6)
Рис. 2.2. Теоретический процесс раздельной (а) и комбинированной (6)
выработки электрической эиерrии и теплоты
2.2.2. Взаимосвязь термодинамических, удельных энерzетuческих и
техникоэкономuческих показателей
к возможным источникам теплоснабжения относятся тепловые насосы
[14,22]. С их помощью удается повысить энrальпию рабочеrо тела, полу
чающеrо теплоту от низкопотенциалъноrо источника (удаляемоrо из поме
щений венrиляционноrо воздуха, оборотной воды, воды из естественных BO
доемов и др.). Если учесть, что в тепловых насосах парокомпрессионноrо
типа реализуется цикл с коэффициенrом трансформации, равном 3...4, то на
1 кВт мощности, затраченной в компрессоре удается получить 2...3 кВт теп
лоты от низкопотенциалъноrо источника в испариrеле и отпустить ПО1реби
телю 3...4 кВт теплоты из конденсатора. Коэффициенr трансформации теп
ловоrо насоса, так же как холодилъныIй коэффициенr холодильной машины,
является удельныIM энерrетическим показателем. Если пытаться сделать BЫ
вод о целесообразности применения тепловых насосов, оперируя только ero
значением, то можно придти к выводу о правилъности Taкoro решения. Oд
нако в отечественной практике тепловые насосы mиpокоrо распространения
не получили. Более Toro, их применение считается уБыточныI.. Дело в тм,
что КПД при производстве электроэнерrии с учетом потерь при ее транспор
те и преобразовании в трансформаторныIx подстанциях не превышает 30 %.
Следовательно, затраты теплоты топлива на электростанциях для получения
1 кВт электрической мощности, используемой в тепловом насосе, составля
ют не менее 3,33 кВт. кпд котла при производстве пара в котельной про

 50 
 51 
мышленноrо предприятия составляет 0,87...0,93 %, потери теплоты пара при
ero транспорте и распределении  не менее 3...5%. Поэтому из 3,33 кВт теп
лоты тоruшва потребитель получит с паром не более 2,81...2,94 кВт. Это
опять таки меньше, чем при использовании теnловоrо насоса. Однако 1 кВт'ч
электрической энерrии во мноrих районах европейской части России обхо
дится примерно в 5,5 раз дороже, чем то же количество теплоты. Следова
тельно, затраты на получение 3...4 кВт теплоты в котельной или на ТЭЦ
примерно в 5,5/(3...4) == 1,83...1,38 раз меньше, чем затраты на производство
1 кВт электроэнерrии, используемой для привода теnловоrо насоса, обеспе
чивающеrо потребитель 3...4 кВт теплоты.
При действующих на большей части России тарифах на теплоту и
электроэнерrию тепловые насосы оправдывают себя в тех случаях, Korдa Te
nлоснабжение объекта осуществляется с помощью электротермических по
доrревателей или в системах кондиционирования, единственным источни
ком энерrоснабжения которых является электросеть. К этой rpyrme объектов
011ЮСЯТСЯ, в частности, бытовые и офисныIe кондиционеры.
В ценrpальныIx кондиционерах воздух нarpевается паром или rорячей
водой, а электроэнерrия используется для привода веmиляторов. И при
менение в них тепловых насосов нецелесообразно.
rде ЛИ  коэффициент теплопроводности материала тепловой изоляции.
2
Рис. 2.3. Поперечиое сечение тpy
бопровода
1  стенка трубопровода; 2 тепловая
изоляция
Термическими сопротивлениями R cт и R B обычно пренебреrают, по
скольку для пара и воды а в » ан и л ст»л и.
Коэффициеm теплоотдачи на наружной поверхноти изоляции
рассчитывают по известныIM зависимостям с учетом конвективной и
лучистой составляющих. Так, при прокладке трубопроводов по эстакаде
а н == а к + ал, (2.42)
2.2.3. Влияние колебаний наzрузки на кпд трубопроводов при тpaHC
портировании те1VlOноcuтелей
КПД трубопровода при транспортировании теплоносителей определя
ется количеством теплоты, транспортируемой по трубопроводу
rде
Q == G h,
(2.38)
а к == 4,64 wО,7/dн°' 3 . (2.43)
Скорость воздуха w в расчетах принимают 3 м!с.
а л == С [(Tull00)4  (Т ос/100)4]/(ти  То.с), (2.44)
rде Т и и Тое  аБСОJПOТные темпера'I)'РЫ наружной поверхности изоляции и окружающей
среды; С  5,2 BT/( к4)  коэффициент лучеиспускания поверхности изоляции.
Для расчета ан можно также воспользоваться приближенной
зависимостью
а н == 11,6 +7 WO,5. (2.45)
В общем случае количество теnлотыI QI, подводимой К объекту по
трубопроводу, должно покрывать ее потребление на технолоrические цели,
на отопление, веmиляцию, rорячее водоснабжение и пр. Таким оG1)азом,
QI == QT + Qo + QB + QrBc + IQпр. (2.46)
Однако известно, что отопительная и венrиляционная нarpузки имеют.. .
зонный характер, зависят от колебаний температуры наружноrо воздуха и в
леший период практически равны
 нулю. Расход теплоты на технолоrические
цели и rорячее водоснабжение зависит в основном от режима работы
предприятия (по сменам или непрерывный) и уровня зarрузки производства.
Как было отмечено, потребление теплоты предприятиями в леший период
может снижаться по сравнению с отопительныIM периодом в 2...3 раза и
более. Вместе с тем, потери теплоты в окружающую среду от
[де G  расход и hэнтальпия теплоносителя в трубопроводе; и теряемой через стенки и
тепловую изоляцию трубопровода в окружающую среду
Qoc== Z (t  t o . c )ILRj,
(2.39)
[де 1  длина трубопровода; ( и (ос  темпера'I)'ры теплоносителя в трубопроводе и oкpy
жающей среды; LRi  сумма термических сопротивлений наружной поверхности R и , теп
ловой изоляции R и , стенки трубопровода Rл: и внутренней поверхности трубопровода R..
Здесь
R H == 1/(11: dи'а н ),
(2.40. )
rде d и  диаметр наружной поверхности изоляции (рис. 2.3); а и  коэффициент теплоот
дачи от наружной поверхности изоляции.
R и == ln(d и /d стz )/(2 1t ли),
(2.41)

 52 
 53 
трубопроводов, проложеЮIЫХ на открытом воздухе (например, по эстакаде),
снижаются не более, чем на 10...15%. Это обусловлено уменьшением
разности температур теплоносителя в трубопроводе и окружающей среды.
кпд трубопровода при транспорте теплоты
11 == Ql/QO == 1  Qo.c1Qo, (2.47)
rne Qo  теплота, О'ШYIЦенная источником теплоснабжения по трубопроводу; Qo.c  поте
ри теплоты в окружающую среду, при расчепюй нarpузке, близкой к номинальной,
обычно составляет 0,95...0,97%. При теплоснабжении от удаленных ТЭЦ он может сни
жаться до 90% ( в системах rорячеrо водоснабжения, внутрениие трубопроводы которых
часто не имеют тепловой изоляции,  до 80%).
В результате снижения общеrо теплопотребления в лernий период
кпд транспорта теплоты оказывается существенно меньше. Например, при
1']== 0,95 зимой и снижении общеrо теплопотребления летом в три раза, а
потерь теплоты в окружаюшую среду  на 15%, получим для летних условий
1)== 1  0,05.(1  0,15).3 == 0,872.
Потери теплоты в окружающую среду тем больше, чем больше диа
метр трубопровода. Чрезмерное уменьшение диаметра приведет к большим
потерям давления в трубопроводе. Поэтому стремятся выбирать оmималь
ныIe значения диаметров трубопроводов. Делают это с учетом рекомендаций
СНИП, в соответствии с которыми для паропроводов падение давления на
длине 1 м должно составлять 70...150 Па, для конденсатопроводов  не бо
лее 98 Па (фактически 20...60 Па), в трубопроводах водяныIx тепловых сетей
 не более 294 па (обычно 120...180 Па).
Потери давления в трубопроводах рассчитывают по формулам:
l1p == л (pw 2 /2) (l/d) + LM (pw 2 /2) == л (pw 2 /2) (1' /d), (2.48)
rne л  коэффициент трения; р  плотность и w  скорость теплоносителя; [  длина
трубопровода; d  ero внутренний диаметр; LM  сумма коэффициентов местных
сопротивлений; ['  (1,2...1,3) [  эквивалентная длина трубопровода, принимаемая с
запасом на местные сопротивления;
Л == О, ll( 68IRe + Ы d)0,25, (2.49)
rдe Re  wd/v; v  кинематическая вязкость теплоносителя; !'J.  абсототная эквивалентная
шероховатость стенок трубопровода. Для паропроводов !'J. 0,22 мм; конденсатопроводов
 1 мм; внутренних тепловых сетей и трубопроводов систем rорячerо водоснабжения 
0,6...1,3 мм; водяных тепловых сетей  0,5...1,2 мм.
Из COBMeCTHoro решения уравнений (2.48) и (2.49) и уравнения
неразрывносш
Следует также иметь в виду, что на кпд трубопровода существенное
влияние оказывает состояние тепловой изоляции. Так, потери теплоты от oд
Horo неизолированноrо вентиля или задвижки эквивалентны потерям 12...24
поrОЮIЫХ метров, а один неизолированный фланец  4...5 м изолированноrо
трубопровода.
Коэффициент эффективности тепловой изоляции определяется по
формуле
11'== (QH Qи)/Qн, (2.52)
rne Qи  тепловые потери от неизолированноrо и Qи  изолированноrо трубопроводов.
Т)'0.85...0,95.
2.3. Показатели эффективности использования тэр
G == р w 1t d 2 /4
(2.50)
Для оценки эффективности использования ТЭР применяют удельныIe
энерrетические показатели или различные виды кпд систем, установок, шр
raToB и аппаратов для производства и трансформации различныIx видов энер
mи и коэффициентов полезноrо использования (кпи) ТЭР, в топливо,
электро, теплоиспользующих системах, установках и аппаратах и др.
удельныIй энерrетический показатель равен расходу ТЭР на производ
ство единицы выпущенной продукции или оказанныIx услуr. Ero рассчиты
вают как для каждоrо отдельноrо вида ТЭР, так и для совокупноrо потреб
ления. В последнем случае все виды ТЭР выражают в единицах потреблен
ной энерrии или в единицах массы условноrо топлива, эквивалентноrо по
теплотворной способности соответствующему количеству энерrии. В энер
rетике, например, часто пользуются удельныIM расходом топлива на единицу
произведенной электроэнерrии или теплоты, при производстве холода  xo
лодильныIM коэффициентом, при использовании тепловых насосов  коэф
фициентом трансформации теплоты. При npoизводстве различных видов
продукции расход ТЭР относят к единице массы, объема продукции, к по
rонному метру волокна или проката и т.п.[14,23,31,32].
Оперируя любым из этих показателей, ero сравнивают с некоторым
нормативныIM значением. Последнее устанавливается исходя из производст
венноrо опыта на основе директивныIx указаний opraнoB управления, Ha
правленных H экономию ТЭР с учетом опыта передовых предприятий, за
рубежныIx данных. Наконец, для мноrих объектов теоретически МШlималь
ный уровень потребления ТЭР можно оценить, если реальныIe процессы,
протекающие в них, заменить идеальныIи..
При разработке норм расхода ТЭР различают технолоrические, цexo
вые, заводские, отраслевые и общенациональныIe нормы. Первые учитывают
потребление ТЭР непосредственно в технолоrических процессах. В цеховые
входят также затраты ТЭР на отопление, вентиляцию производственныIx и
при 68/Re0 и указанных выше значениях удельных потерь давления
можно получить формулу для определения значений диаметров
трубопроводов для пара или жидкости (не учитывает потерь давления на
ускорение потока)
d п == 0,63 !!J. 0,00475 (f,38/[(p 11p/l)0,19]. (2.51)

 54 
 55 
служебных помещений цеха. При расчете заводских добавляются затраты
тэР на общезаводские службы, вспомоrательные производства и т.д.[26].
Оценка эффективности использования тэр в системах путем сопо
ставления их с идеальными хорошо известна из термодинамики [7,14,23,32].
Именно так поступают, сравнивая прямой паросиловой цикл Ренкина для
тэс с прямым 'тиклом Карно, имеющим, как известно, максимальный Tep
мический КIЩ, или обратный цикл Ренкина парокомпрессионной холодиль
ной установки с обратным циклом Карно( имеет максимальный холодиль
ный коэффициеm). Такой же подход положен в основу приmnrnа предельно
ro энерrосбережения в теплотехнолоrии [33]. При этом сравнивается реаль
ная технолоrическая система с идеальной, в которой реализованы возможно
сти максимально полезноrо использования имеющихся энерrоресурсов. Ha
пример, в случае анализа энерrетической эффективности нarpевательной пе
чи разрабатывается идеальная схема с максимально возможным внутренним
и внешним энерrоиспользованием. Так, в схеме предусматривается: наличие
устройств для предварительноrо HarpeBa дутьевоrо воздуха, топлива и по
ступающих в рабочую камеру печи изделий и материалов; получение пара,
rорячей воды, друrих энерrоносителей в котлахутилизаторах, rарнисажной
футеровке, водоохлаждаемых заслонках для omуска внешним потребителям
и др. Температура уходящих rазов за такой установкой принимается с уче
том допустимых условий рассеивания rазообразных выбросов в атмосфере.
Температура изделий или материалов за установкой определяется требова
ниями технолоrии их дальнейшей обработки.
Понятием КIЩ принято пользоваться при анализе энерrетической эф
фективности объектов, используемых для производства, преобразования,
транспорта и распределения различных видов энерrин и энерrоносителей. В
общем случае КПД рассчитывают по формуле
11== Эп/Э з == 1  Эпо'/Э з , (2.53)
rде Э п  полезная или отведенная от объекта энерrия; Э З  затраченная или
подведенная к объекту энерrия; Э пот  потери энерrии в окружающую среду.
Так рассчиrывают КIЩ тэс, котельных arperaToB, трубопроводов
[7,16,28,30,32]. Наряду с этим пользуются так называемыми ОТНосительными
КIЩ: например, внутренним относительным кпд турбины или теплосило
Boro цикла, которые рассчитывают как отношение затрат тэР в идеальном и
реальном процессах или циклах; относительным холодильным коэффициен
том парокомпрессионной холодильной машины, равным 011юшению холо
дильных мощностей идеальной и реальной машин при равных затратах
мощности на привод компрессора и т.д. [14, 18,32].
Применительно к энерrоиспользующему технолоrическому обору
дованию правильнее rоворить не о кпд, а о КIlli ТЭР, хотя в технической
литературе эти понятия часто не разделяют. Для ero расчета можно исполь
зовать также формулу (2.53). Но при этом возникают некоторые проблемы.
Здесь уже Э П  полезно использованная энерrия на технолоrическую обра
ботку веществ и материалов. Часть этих затрат энерrии обусловлена ее pac
ходом на поддержание эидотермических реакций, проведение процессов дe
сорбции, экстракции, разрыв межмолекулярных связей в процессах сушки,
выпарки и переrонки, друrйХ физикохимических превращениях. Она не MO
жет быть извлечена из удаляемых из системы продуктов переработки без
возвращения их в исходное состояние. Дрyrая часть энерrии, израсходован
ной, например, на HarpeB или испарение веществ, после их удаления из сис
темы теоретически может быть извлечена и ИСПОЛЬЗОвана в дальнейшем без
ущерба для результатов технолоrическоrо процесса. Поэтому такие затраты
ТЭР правильнее называть условно полезными (Эп.у). И их необходимо при
нимать во внимание при разработке мероприятий и технических решений по
энерroсбережению. Учитывая изложенное, для энерrоиспользующеrо TeXHO
лоrическоrо оборудования можно ввести условный КIlli
l1у== ЭiЭ з == 1  ЭпdЭ з , (2.54)
rде Э п включает все полезные, с технолоrической точки зрения, затраты теплоты (Эпу), и
истинный кпи
l1и== (ЭП  Эпу)/Э з == 1  (Эпот+Э п . у ) /Э З . (2.55)
Численные значения КIlli, рассчитанные по этим двум формулам, Moryт cy
щественно различаться. Это хорошо видно на примере процесса конвектив
ной сушки. 3aтpaThI энерrин на разрыв связей влarи с материалом не более
3...5% затрат на испарение влarи. Поэтому при условном КIlli сушильной
установки 60...70% истинный КIlli не превысит нескольких процеmов.
Наряду с рассмотренными видами КIlli технолоrических систем и yc
тановок применяют и относительные КIlli, равные 01Ношениям полезных
затрат энерrии и теплоты в идеальных и реальных системах при равных KO
личествах подведенных к ним энерrин и теплоты.
Все приведеШlые выше формулы для КIЩ и КIlli получены на основе
уравнения энерrобаланса объекта, являющеrося час11lЫМ выражением закона
сохранения энерrии или первоrо начала термодинамики. Известно, что при
этом учитывается только количественная сторона превращений энерrии. Из
менение качества энерrии, т.е. ее способность совершать работу, при этом
оцеmпь невозможно. Вопрос решается, есJШ от энерrобаланса перейти к эк
серrетическому балансу[I,14,17]. Такой переход дает дополнительные пре
имущества. Дело в том, что в уравнение эксерrетическоrо баланса, наряду с
членами эквивалеmными потерям энерrии в окружающую среду, входят
внутренние необратимые потери эксерrии, аналоrов которым в энерrобалан
се не существует. Это потери на трение, потери вследствие передачи тепло
ты и массы при конечных разностях температур и коицентраций, при CMe
шении потоков и т.п. Если вычислить эксерrию всех потоков веществ и
энерrии, подведеШIЫХ к объекту и отведеШIЫХ от Hero, и воспользоваться
формулой для эксерreтическоro КПД или КIlli

- 56-
- 57-
2.4. Учет тепловой энерrии
передается в виде ВОДЯDоrо пара или rорячей воды по тепловым сетям  со-
вокупности трубопроводов и устройств, предназначенных для передачи теп-
ловой энерrии. Далее Terтoтa поступает потребителю тепловой энерzuи 
юридическому или физическому mщy, которому принадлежат теплопотреб-
ляющие установки  установки, использующие TerтoTY для отоrтения, вен-
тиляции, rорячеrо водоснабжения, кондиционирования воздуха или техноло-
rических нужд. KoмrтeKc теrтопотребляющих установок с соединитель-
ныIи трубопроводами или теrтовыми сетями называется системой тепло-
потребления. Совокупность взаимосвязанных источника TerтoTЫ, TerтoBЫx
сетей и систем теrтопотребления образуют систему теплоснабжения.
Энерrоснабжающая орrанизация и потребитель теrтовой энерrии за-
ключают между собой доrовор на отпуск и потребление теrтовой энерrии, в
котором отражаются их взаимные обязательства по расчетам за теrтовую
энерппо и потребляемый теrтоноситель, а также по соблюденmo режимов
отпуска и потребления теrтовой энерrии и теrтоносителя. Под режимами
отпуска и потребления теrтовой энерrии и теrтоносителя понимают расход
подаваемоrо потребителю и возвращаемоrо источнику теrтоносителя, ero
температуру и давление в течение оrовореЮIЫХ периодов времени.
Для учета теrтовой энерrии, отпущенной потребителю, осуществления
взаимных финансовых расчетов между потребителем и энерrоснабжающей
орrанизацией, контроля за работой систем теrтоснабжения и рациональноrо
использования энерrии орrанизуется узел учета и реzuстрации отпуска и
потребления тепловой энерzuи (далее  узел учета). Узел учета  KOMrтeкт
приборов и устройств, обеспечивающих учет теrтовой энерrии, массы или
объема теrтоносителя, а также контроль и реrистрaцmo ero параметров. До-
пуск узла учета в эксrтyатaцmo, а также требования к ero эксrтyатации per-
ламентируются Правилами [21].
fJe == LБ) LБ; == 1  I.E П(Yf / LEi, (2.56)
rде "'fE j и "'fE;  суммарные количества эксерrии, отведенной от объекта и подведешюй к
нему; Е пот  сумма потерь эксерrии, обусловленных в том числе внутренней необрати-
мостью процессов, протекающих в объекте.
КПИ, рассчитанный по формуле (2.56), можно рассматривать как меру
внyrpенней необратимости объекта. Обычно сравнивают энерrетический и
эксерrетический кпд или КПИ объекта. Большое различие их численных
значений (всеrда 11. < 11) является поводом для поисков путей снижения
внyrpенней необратимости анализируемых процессов.
Учет теrтовой энерrии (этот термин вместо термина «Terтoтa» ис-
пользован в нормативныIx документах rлавrосэнерrонадзора РФ[21]) имеет
ИСКJПOчительно важное значение для развития промышленноrо производст-
ва. Он позволяет создать основу для внедрения энерrосбереrающих меро-
приятий и энерrоэффективных технолоrий на промышлеЮIЫХ предприятиях.
Известно, что в современной России доля стоимости энерrии в производстве
товаров в зависимости от типа производства составляет от 40 до 80 % и бо-
лее. специалистыI оценивают внедрение энерrосбереrающих теХНОЛОrий и
осуществление энерrосбереrающих мероприятий как один из наиболее пер-
спективныIx видов бизнеса в России в ближайшем будущем. При этом в об-
ласти экономии теrтовой энерrии располarаемые ресурсы rораздо выше, чем
при экономии электроэнерrии. Одной из важнейших причин этоrо является
то, что учет теrтовой энерrии сложней, чем электрической.
В настоящее время наблюдается БурныIй рост производства и приме-
нения оборудования для измерения теrтовой энерrии и теrтоносиrеля. При
этом на российский рынок активно продвиrаются приборы учета, изrотов-
ленныIe как отечественными производителями, так и предприятиями дальне-
ro и ближнеrо зарубежья [25].
Измерение теrтовой энерrии и количества теrтоносиrеля подчиняется
определеЮIЫМ правилам, отражеЮIЫМ в нормативныIx документах rосудар-
cTBeHНbIx opraнoB, в частности, <<Правилах учета теrтовой энерrии и Terтo-
носиrеля» (в дальнейшем Правила) [21].
2.4.2. Виды приборов учета тепловой энерzuи и теплоносителя
2.4.1. Основные понятия и определения
Приборами учета теrтовой энерrии называют приборы, выполняющие
одну или несколько следующих функций: измерение, накоrтение, хранение,
отображение информации о количестве теrтовой энерrии, массе или объе-
ме, расходе, температуре, давлении теrтоносиrеля и времени работы при-
боров [31].
К приборам учета теrтовой энерrии относятся:
- преобразователи температуры  приборы для измерения темпера-
туры теrтоносителя, а иноrда и разности температур в подающем и обрат-
ном трубопроводах;
- преобразователи давления  приборы для измерения давления теп-
лоносиrеля;
Теrтовая энерrия производиrся на источнике теплоты. им обычно
является теrтовая электростанция, rде, кроме электрической энерrии, ВbIpa-
батывается теrтовая в виде пара и/или rорячей воды (ТЭЦ), котельная про-
мышленноrо предприятия l1ЛИ районная котельная. Источник TerтoThI при-
надлежит юридическому лицу  энерzоснабжающей орzaнuзации. Terтoтa

 58 
 59 
 водосчетчики  приборы для измерения массы (объема) воды, про
текающей в трубопроводе через сечение, перпендикулярное направлеюno
скорости потока;
- счетчики пара  приборы для измерения массы пара, протекающеrо
в трубопроводе через сечение, перпендикулярное направлению потока;
 теплосчетчики  приборы или комплекты приборов (средство изме
рения) для определения количества теплоты и измерения массы и парамет
ров теплоносителя (ero температуры и давления). Важнейшая часть тепло
счетчика  теWlOвычислитель  устройство для расчета количества теплоты
на основе входной информации о массе, температуре и давлении теплоноси
теля. Кроме Toro, в состав теплосчетчика должны входить водосчетчики или
счетчики пара, преобразователи температуры, а при измерении в паровых
системах теплоснабжения и преобразователи давления.
Для измерения расхода теплоносителя наиболее широкое распростра
нение получили расходомеры с сужающими устройствами, ультразвуковые,
электромarнитные и тахометрические расходомеры.
В расходомерах с сужающими устройствами (расходомеры переменно
ro перепада давления) используют зависимость перепада давления от pacxo
да на сужающем устройстве, установленном в трубопроводе. В последнее
время расходомеры данноrо пша в составе теплосчетчиков постепенно BЫ
тесняются дрyrими видами расходомеров.
ПриIЩИП действия ультразвуковых расходомеров основан на излу
чении и приеме ультразвуковоrо сиrнала, измерении разности времени ero
распространения по потоку жидкости и против Hero. Измеренная разность
пропорциональна средней скорости потока жидкости и ее расходу.
Некоторые ультразвуковые водосчетчики имеют портативные пере
носные модификации, позволяющие проводИfЪ оперативные измерения на
различных трубопроводах и получать общую информацию о потреблении и
распределении теплоносителя.
Принцип действия первичных электромarнитных расходомеров бази
руется на электромarнитной индукции. При прохождении электропроводя
щей жидкости через импульсное мarнитное поле в ней наводится электро
движующ сила, пропорциональная средней скорости потока жидкости и ее
расходу.
Как ультразвуковые, так и электромarнитные расходомеры при изме
рении не оказывают влияния на измеряемый поток, поскольку не создают
препятствий течению теплоносителя.
Тахометрические расходомеры используют зависимость частоты Bpa
щения тела (крыльчатки или турбинки), установленноrо в трубопроводе от
скорости движения теплоносителя или от ero объема. Этот метод измерения
получил широкое распространение за рубежом для коммерческих расчетов.
Для правильноrо измерения расхода на участке трубопровода перед
установкой расходомера и после ero установки требуется предусмотреть
прямолинейныe участки для стабилизации потока теплоносителя. На этих
участках не должно быть поворотов, изменения сечений трубопровода, не
должна находиться запорная арматура Длина прямолинейных участков по
величине обычно составляет минимум несколько диаметров трубопровода.
Она обязательно должна бьпь указана в технической документации pacxo
домера. Некоторые расходомеры выполняются в виде участка трубы, с YCTa
новлеюIыIM на ней прибором с непосредствеlшыM ПОДКJПOчением к трубо
проводу. В этом случае прямолинейныe участки Moryт бьпь предусмотрены
преДПРЮIТием-изrотовителем.
Преобразователи температуры  платиновые термометры сопро
тивления, чаще Bcero используемые в составе теплосчетчиков, устанавлива
ют в подающий, обратный трубопроводы, а на источнике теплоты  и в тpy
бопровод холодной подпиточной воды. Измеренные значения температуры и
разности температур в трубопроводах по тrnиям связи передаются тепло
вычислителям. Последние, используя заложеюIыIe в их память KOHCТ8НfЫ,
пересчитывают в значения температуры, а также давления в значения эн-
талыIИИ. Расчет энталъпии должен проводиться соrласно стандартной мето-
дике, изложеmюй в [9].
2.4.3. Функции, выполняемые теWlOвычислителями
Тепловычислитель, ВХОДЯЩИЙ в состав теплосчетчика, трансфор
мирует сиrналы расходомеров, термометров сопротивления, пр
образователей давления в цифровые значения накопленной тепловой энер-
rии, массы (объема) теплоносителя, температуры подаваемой, обратной, а
иноrда и холодной воды. Такая информация отображается (по запросу поль-
зователя) на электронном табло. В некоторых случаях одновременно со зна
чениями измереюIыIx величин mщyциpуются и едшIицы их измерения.
Большинство тепловычислителей производят архивирование изме
реюIыIx и вычислеюIыIx данных о тепловой энерrии, количестве и параметрах
теплоносителя. Архивируются среднечасовые, среднесуточные, а иноrда и
среднемесячные параметры. Архивные данные, как правило, сохраняются и
при откmoчении питания прибора
Теплосчетчики имеют возможность передавать текущую и архивную
информацию на компьютер или непосредствеmю на печатающее устройство.
Некоторые модификации тепловычислителей предусматривают возмож-
ность объединения rpупIIы теплосчетчиков в локальные измерительные сети.
Важной функцией тепловычислителей является самоиндикация  по-
явление на электронном табло тепловычислителя кодированной информа-
ЦИИ, по которой можно установить причину неисправности прибора, напри-

 60 
 61 
2.4.4. Требования к приборам учета
Счетчики пара ДОЛЖНЫ обеспечивать измерение массы теIUIOносителя
с относительной поrpешностью не более :1:3% в диапазоне расходов пара от
10...100%.
Для приборов учета, реrистрирующих температуру теплоносителя, аб
солютная поrpешность при измерении температуры не должна превышать
значений, определяемых по формуле At ::;; :1:(0,6+0,004 t), rде t  температура
теплоносителя.
Приборы учета, реrистрирующие давление теплоносителя ДОЛЖНЫ
обеспечивать измерение давления с опюсительной поrpeшностью не бо
лее :1: 2%.
Теплосчетчик должен обеспечивать измерение времени своей работы.
В проrnвном случае при остановке прибора по той или иной причине (Ha
пример, при OТI<ЛЮчении питания) часть информации об отпущенной потре
бителю тепловой энерrии может бьпь yrеряна или искажена.
Основная относительная поrpeшность измерения текущеl'О времени
приборами учета не должна превышать:l: 1 %.
Приборы учета ДОЛЖНЫ не только отображать значения измеряемых и
вычисляемых величин на электронных табло, но и реrистрировать ИХ, т.е.
отображать значение этих величин в IШфровой или rpафической форме на
твердом носителе  бумarе.
Должна быть предусмотрена защиrа прибора учета от несанкциониро
Baннoro вмешательства в ero работу, нарушающеrо достоверный учет тепло
вой энерrии , массы или объема теплоносиrеля и реrистрацию ero парамет
ров. В первую очередь, необходимо обеспечить невозможность перепро
rpаммирования прибора, например изменения основных констант, вводимых
в память прибора, либо aлroритма вычисления тепловой энерrии. Это дости
rается пломбированием кОРпуса, а также дрyrими методами.
Технические характеристики ряда приборов учета, прошедших серти
фикацию и допущенных к применению на коммерческих узлах учета тепло
вой энерrии и теплоносиrеля приведена в каталоre [25].
Схема ПОДКJПOчения прибора учета зависиr от типа системы тепло
снабжения. Различают Открытые и закрытые системы те1VlOсна6же
ния.Тепловая энерrия поступает потребителю с теплоносиrелем по подаю-
щему трубопроводу. После использования теплоты, теплоносиrель в виде
охлажденной BOДbl или сконденсировавшеrося пара (конденсата) полностью
или частично возвращается к источнику теплоты по обратному трубопрово
ду. В отдельных случаях возвращения теплоносиrеля не происходит.
Водяная система теплоснабжения, в которой вода полностью или час
тично отбирается из системы потребителями тепловой энерrии, называется
открытой системой теплоснабжения. В этом случае на источнике теплОТЪ!
необходимо восполнять потери теплоносителя, имеющие место в сети. для
этоrо используют холодную воду, поступающую в систему теплоснабжения
мер отсутствие или значиrельное снижение напряжение пиraJIИЯ, обрыв про
водов от датчиков температуры, отсутствие теплоносиrеля в трубопроводе и
т.д. В отдельных тепловычислиrелях предусмотрена возможность хранения
информации о всех имевших место неисправностях, времени их возникнове.-
ния и длительносrn в памяти прибора.
Приборы учета тепловой энерrии, устанавливаемые на узле учета,
должны быть зареrистрированы в rосударствеmюм реестре средств измере
ний, после чеrо изrотовитель получает сертификат rосстандарта РФ и ОIШ
сание типа средства измерения, yrвержденное roccтaндapToM РФ и под
тверждающее соответствие метролоrичесI<ИX характеристик прибора ero
технической документации. Кроме Toro, эти приборы должны пройти осви
детельствование на соответствие требованиям нормативных документов
rосэнерroнадзора Минтопэнерrо РФ.
ДЛЯ каждоrо прибора roccTaндapт устанавливает межповерочный ин
тервал, в течение Koтoporo прибор должен проходиrь обязательную перио
дическую поверку. Приборы учета, для которых истек срок серrnфикации
действия и (или) поверки, к эксплуатации не допускаются.
Теплосчетчик должен соответствовать условиям эксплуатации сис
тем теплоснабжения. Для водяных систем рабочий диапазон температур из
меряемой среды 5...150 Ос. Давление измеряемой среды не более 1,6 МПа.
Приборы учета должны выполнять измерения с заданной точностью.
Метролоrические требования к приборам учета сформулированы в «Прави
лах учета тепловой энерrии и теплоносителя» [21]. Указанные требования
соответствуют международным требованиям к приборам учета.
Пределы допустимой основной относительной поrpешности тепло
счетчика при измерении тепловой энерrии зависят от разности температур в
подающем и обратном трубопроводах. В водяных системах теплоснабжения
они не ДОЛЖНЫ превышать:
:1: 5 % при разности температур в подающем и обратном трубопрово-
дах 10...20°С;
:1: 4 % при разности температур более 20°с.
Теплосчетчики ДОЛЖНЫ обеспечивать измерение тепловой энерrии
пара с относиrельной поrpeшностью не более:
:1: 5 % в диапазоне расхода пара 10...30 %;
:1: 4 % при расходе пара более 30 % максималъноrо.
Предел допускаемой основной относительной поrpешности водосчетчи
ков при измерении массы (объема) теплоносиrеля, в диапазоне расхода воды
и конденсата 4... 100 % не должен превышать :1: 2 %.

 62 
63 
по трубопроводу ПОДПИfки. Температура этой воды зависит от температуры
окружающеrо воздуха и существенно влияет на количество тепловой энер
rии, отпущеmюй потребитето.
Если вода, циркулирующая в тепловой сети, из сети не отбирается,
система теплоснабжения называется закрытой системой теплоснабжения.
Тешювая энерrия может измеряться как на источнике теплоты, так и у ее по
требителя. Учет тепловой энерrии у источника и потребителя теплотыI имеет
свои особенности.
Для определения количества теплоты, отпущенной источником в водя
ные системы теплоснабжения, используется формула (2.1) из [21], если на
источнике имеется один подающий, один обратный и один подпиточный
трубопровод,
Q == G! h!  G 2 h 2  G п hIb (2.57)
rде О 1  масса теплоносителя, О'ПI)'Щенноrо источником по подающему трубопроводу;
О 2  масса теплоносителя, возвращенноrо источнику по обратному трубопроводу; G п 
масса теплоносителя, израсходованноrо на подпитку системы теплоснабжения; h\  эн
талъпия сетевой воды в подающем трубопроводе; h 2  энталъпия сетевой воды в обратном
трубопроводе; h п  энталъпия холодной воды для подпитки системы теплоснабжения.
Схема размещения точек измерения количества и параметров теплоно
сителя на источнике теплоты для водяных систем теплоснабжения соrласно
Правилам, приведена на рис.2.4.
Для определения количества теплоты, отпущенной источником в паро
вые системы теплоснабжения, используется формула (2.2) из [21], если на
источнике имеется один подающий паропровод, один обратный KoндeHcaтo
провод и один подпиточный трубопровод,
Q == D (hI h x . B )  G K (hK h XB )' (2.58)
те D  масса пара, О'ПI)'Щенная источником по подающему паропроводу; О.  масса
конденсата. возвращенноrо источнику по конденсатопроводу; h 1  энталъпия пара в по-
дающем паропроводе; h.  энталъпия конденсата в конденсатопроводе; hx..  энталъпия
холодной воды, используемой для подпитки системы теплоснабжения.
Схема размещения точек измерения количества и параметров теплоно
сителя для паровых систем теплоснабжения на источнике теплоты соrласно
Правилам приведена на рис.2.5.
4
,
1
2
2.4.5. Учет тепловой энерzuиу источника теплоты
,
,
,
L
3
Рис.2.4. Принципиалъная схема размещеиия датчиков при измерении ма«ы
(объема) и друrих параметров теплоносителя на источнике теплоты для водя
Hыx систем теплоснабжения
1  подающий трубопровод; 2  обратный трубопровод; 3  трубопровод холодной
воды; 4  подпиточный трубопровод; 5  теплообменник; 6  насос; 7  датчик рас-
хода: 8  датчик давления: 9  датчик темпера1УРЫ
r1
, .
c]  1.
:  :
: Р t : 3
,Х.II. Х.В I
: :..
I I
, I
. :
, I
I I
1 : 2
I I
I I
I I
I I
)
4
Рис.2.5. Принципиа.1lъиая схема размещения датчиков при ИЗl>lереиии ",а«ы
(объема) и друrих параметров теплоносителя на источнике теплоты для па-
p0!lbIX снстем теплоснабжения
1  паропровод; 2  конденсатопровод; 3  трубопровод холодной воды; 4  кон-
денсатосборник

 64 
 65 
2.4.6. Учет тепловой энер2ИИ у потребителя теплоты
Q == Qи + Qп + (D  G K ) (h 2  hX.B)'
(2.61 )
При вычислении отпущенной потребителю тепловой энерrии необхо
димо знать, как разrpаничена тепловая сеть между потребителем и энерrо
снабжающей орrанизацией. Это определяется по rpанице балансовой при
надлежности теIШОВЫХ сетей. rраница бшzансовой принадлежности теnло
вых сетей  линия раздела между владельцами тепловых сетей по признаку
собственности, аренды ИJШ полноrо ХОЗяйствеlШОro ведения.
Количество тепловой энерrии и масса (объем) теплоносителя, полу
чеmiые потребителем, рассчитываются энерrоснабжающей орrанизацией на
основании показаний приборов узла учета потребителя за период, преду
смотренный доrовором по формуле:
Q == Qи+ Qп+ (G п + G rB + G y ) (h 2  h x . B ),
(2.59)
rде Qи  тепловая энерrия израсходованная потребителем, по показаниям теплосчетчика;
Qn  тепловые потери на участке от rраницы балансовой принадлежносrn системы тепло
снабжения потребителя до ero узла учета (эта величина указывается в доroворе и учиты
вается, если узел учета оборудован не на rранице балансовой принадлежносrn); D  масса
пара, полученная потребителем (по ero приборам учета); С.  масса возвращенноrо по
требителем конденсата (по ero приборам учета); h.  энтальпия конденсата в KoндeHcaTO
проводе на источнике теплоты; hx в  энтальпия холодной воды, используемой для под
питки системы теплоснабжения на источнике теплоты.
Тепловая энерrия Qи, израсходованная потребителем, определяется по
показаниям теплосчетчика таким же образом, как в водяных системах тепло
потребления.
Схемы размещения точек измерения количества и лараметров тепло
носителя для открытых и закрытых систем теплопотребления соrласно Пра
вилам, приведены на рис.2.6.
rде Qи  тепловая энерrия израсходованная потребителем, по показаниям теплосчетчика;
Qn  тепловые потери на участке от rраницы балансовой принадлежности системы тепло-
снабжения потребителя до ero узла учета (эта величина указывается в Доrоворе и учиты
вается, если узел учета оборудован не на rpанице балансовой принадлежности); СП  мас-
са сетевой воды, израсходованной потребителем на подпитку систем отопления, опреде
ленная по показаниям водосчетчика (учитывается для систем, подключенных к тепловым
сетям по независимой схеме); Cc.в масса сетевой воды, израсходованной потребителем
на водозабор, определенная по пока.заниям водосчетчика (учитывается для открытых
систем теплопотребелния); С у  масса утечки сетевой воды
 в системах теплопотребле
ния. Ее величина определяется как разность между массой сетевой воды по показанию
водосчетчика, установленноrо в подающем трубопроводе С], и суммарной массы сетевой
воды (С 2 +С с . в ), ПО показаниям ВОдосчетчиков, установленных соответственно на обрат
ном трубопроводе и трубопроводе rорячеrо водоснабжения; h z  энтальпия сетевой воды
в обратном трубопроводе; hX.B  энтальпия холодной воды, используемой для подпитки
системы теплоснабжения на источнике теплоты.
Величины h 2 и h X . B определяются по измеренным на узле учета источ
ника теплоты среДIШМ за рассматриваемый период значениям температур и
давлений.
ТеIШОВая энерrnя, израсходованная потребителем, вычисляется по по
казаниям теплосчетчика
Qи== G! (h!  h 2 ),
(2.60)
Важный вопрос при вычислении тепловой энерrии на узле учета, pac
положенном у потребителя теплоты,  энrальпия холодной воды hx в для
подпитки систе\\,! теплоснабжения. Измерение этой величины может осуще-
ствляться только на источнике теплоты. Поэтому точное вычисление тепло
вой энерrии исключительно по показаниям своих приборов учета невозмож-
но.
В ряде случаев для упрощения расчетов в некоторых приборах учеТlJ
используется aлrоритм вычисления тепловой энерrии, в который значение
hX.B вводится в виде константы. Соrласно действующим Правилам такое оп
ределение израсходованной тепловой энерrии недопустимо.
Правилами предусмотрено упрощенное вычисление тепловой энерrии
у потребителей в системах малой тепловой мощности (менее 0,5 rкал/ч).
Если в открытых и закрытых системах теплопотребления, суммарная тепло
вая наrрузка не превышает 0,1 rкал/ч, на узле учета можно измерять только
время работы приборов, массу (объем) полученноrо и возвращенноrо тепло
носителя, а также массу (объем) теплоносителя на подпитку. В открытых
системах, кроме Toro,  масса теплоносителя на водоразбор в системе rоря
чеrо водоснабжения.
rne С.  масса сетевой воды
 в подающем трубопроводе. полученная потребителем и оп
ределенная по ero приборам учета; h.  энтальпия сетевой воды в подающем трубопро
воде; h z  энтальпия сетевой воды в обратном трубопроводе.
Для вычисления количества тепловой энерrии, полученной паровыми
системами теплоснабжения используется следующая формула:

 66 
 67 
l  ..
.j
2.5. Примеры заданий и методические указания
к типовому расчету по курсу <<Эиерrобалансы промышленных
предприятий»
При выполнении типовоrо расчета студенты осваивают методы оценки
технолоrической, отопительновеlПИЛЯЦИОННОЙ нarpузки, теIШопотребления
предприятия на rорячее водоснабжение, теIШОВЫХ и rидравлических потерь
при транспорте энерrоносителей по трубопроводам; учитывают режим рабо
ты предприятия и оборудования, продолжительность отопительноrо и летне
ro периодов, сезонные и суточные колебания температуры наружноrо ВОЗДУ
ха; составляют общий и частные энерrобалансы предприятия; оценивают
эффективность использования ТЭР.
Представление о содержании расчета раскрывают примеры заданий.
Пример 1. Составить теIШОВУЮ схему производственноrо корпуса, в
котором установлено следующее оборудование: однокорпусная выпарная
установка поверхностноrо типа с конденсатором вторичноro пара; HarpeBa
тельная печь KaмepHoro типа с дыососомM и rорелками инжекционноrо типа;
реrистры водяноrо отопления; паровые калориферы приточных веmиляци
OHНbIX систем; веmиляторы вытяжны[x веmиляционныIx систем; водоrpейная
установка системы rорячеrо водоснабжения; санитарнотехническое обору
дование в душевых и бытовых комнатах и др. Топливо  природный rаз. Te
плоносители  насыщенный пар, сетевая и оборотная вода.
Пример 2. Составить принципиальную схему энерrоснабжения и
энерrобаланс предприятия, оценить эффективность использования ТЭР, если
известны источники энерrоснабжения, их удаленность от предприятия, па
раметры энерrоносителей, вид и OCHOBНble технические характеристики тex
нолоrическоrо, отопительновеmиляционноrо и санитарнотехническоrо
оборудования, режим работы предприятия и оборудования, коэффициеmы
заrрузки и использования мощности оборудования, численность работаю
щих, характер производства (механосборочное, текстильное, химическое и
др.), климатическая зона, в которой расположено производство.
/
о)
I 
.j
/
б)
Варианты возможных нсточников энерroснабжения
Собственная котельная с паровыми котлами, насыщенны[й пар под
давлением Р  1,1; 0,7; 0,4 МПа.
тэц внешняя, пар переrpетый с параметрами Р  1,lМПа и t  250°С;
Р  0,7 МПа и t  200°с. Протяженность паропровода 0,5...5 км.
Теплосеть ropona или района, теплоноситель  вода 130170°C. Протя
женность теплосети от источника до потребителя 1... 1 О км.
Рис. 2.6. Принципиальная схема ра'jмещения датчиков при измерении массы
(объема) н параметров теплоносителя для открытых (а) и закрытых (6)
систем теплопотребления
1, 2  подающий и обратный трубопроводы; 3 холодная вода; -1 подпиточный
трубопровод; 5  элеватор; 1  rорячее водоснабжение; 11  Бентиляuия; 111 .
отопление

 68 
 69 
Соседнее предприятие. Теплоносители: пар насыщенный давлением
0,4 МПа; вода сетевая 11 0170°C.
Примерные варианты исходных данных по технолоrическому и энерrе
тическому оборудованию
НаrревательнаР. печь KaMepHoro типа. Топливо  природный rаз,
Qи Р  35 МДж/м З . Расход воздуха 9,5 мЗ/м З , дымовых rазов 10,5 мЗ/МЗ. TeM
пература уходящих rазов 900...1I00°C, металла после HarpeBa 950...1150 ос.
Масса одной заrрузки металла 50...500 кr. Начальная температура металла
20°с. Продолжительность технолоrическоrо цикла 15...30 мин. кпд 
3...10%.
Выпарная установка поверхностноrо типа. Количество корпусов п 
 1...7; Начальный расход раствора G o  1... 1 О кr/c. Начальная Ь О  3...7% и
конечная ьп 25...30% концеmpаци; начальная UO 20... 110°С и конечная
Un 20... 110°С температуры раствора. Давление вторичноrо пара в послед
нем корпусе Р п  0,01; 0,02; 0,1 МПа. rреющий пар насыщенный. Давление
rpеющеro пара Po 0,4...0,6 МПа. Охлаждающая вода оборотная. KoндeHca
тор поверхностный или смесительный.
Компрессоры для получения сжатоrо воздуха. Производительность
30...75 м З /мин. Давление воздуха за компрессором 0,8 МПа. Мощность элек
тропривода 75...275 кВт. Количество arperaToB 2...10 шт. Коэффициент за
rpузки 0,3...0,7. Коэффициент использования 0,5...0,8.
Методические указаиия
Приступая к расчету, следует начать с составления принциnиальной
схемы и плана размещения указанноrо в задании оборудования. Это позво
ляет представить нarлядно связь объекта с внешними источниками, потреби
телями и стоками технолоrических потоков, энерroресурсов и энерrоносите
лей, твердых и жидких отходов, сточных вод и rазообразных выбросов.
Отопительную и вентиляционную нarpузки оценить по укрупненным пока
зателям. Если задана или извеcmа из опыта кратность воздухообмена т, то
расход теплоты на калориферы приточных систем, может быть рассчитан по
формуле
QB  V B т с (t B  t,J,
(2.62)
ный.
rде V B  внутренний объем здания; с  удельная теплоемкость воздуха. для промышлен
ных зданий omошение BHyтpeHHero объема к наружному можно принимать равным 0,65.
для административнобытовых  0,5.
Затраты теплоты или теIШоносителя на технолоrию рассчитывают по
уравнениям тепловоrо и материальноrо балансов систем и установок При
отсутствии достаточной исходной информации  по нормативным удельным
показателям.
Для систем, установок и arperaToB, преобразующих один вид энерrии в
друrой и обеспечивающих транспорт теплоносителей (например, для холо
дильных установок, тепловых насосов, компрессоров, турбин, насосов, BeH
тиляторов), составляют уравнения энерrетическоrо баланса.
Диаметры и толщины стенок и изоляции трубопроводов следует при
нимать, пользуясь рекомендациями табл.2.6.
В последние rоды на предприятиях стали увеличивать толщину тепло
вой изоляции трубопроводов. Реально она может быть в два раза больше
указанной в табл. 2.6. Наиболее распространеlШЫЙ материал для теплоизо
ляционных покрытий  минеральная вата.
Тепловые потери для тепловых сетей от ТЭЦ при номинальной,
т.е.близкой к проектной, нarpузке можно принимать равными 5...10%. При
теплоснабжении от районных котельных  4...8%, от местных (заводских) 
2...5%. При сниженной нarpузке потери значительно выше, поэтому для их
определения следует выполнить тепловой расчет трубопроводов по 'форму
лам (2.38)...(2.47). В системах rорячеrо водоснабжения, трубопроводы KOТO
рых внутри помещений как правило не имеют тепловой изоляции, потери Te
IШоты достиrают 200/0.
Дополнительные теплопотери от трубопроводов через опоры, фланцы,
арматуру достиraют 5...30%. Так, одно теплоизолированное флmщевое co
Прочие сведения
Система отопления: паровая, водяная, ноздушная, с панельно
лучистыми отопительными приборами.
Калориферы приточных систем вентиляции: паровые, водяные.
Воздухоподоrреватели центральных кондиционеров: паровые, BO
дяные.
Численность работающих, чел.: 1000...10000.
Режим работы предприятия: oднo, ДBYX, трехсменный; непрерыв
Вода питьевая: из rородскоrо водопровода, артезианская.
BOlla техничеСlсая: оборотная, речная, из естествениоrо водоема; apTe
зианская.
Климатическая зона: Москва, Новосибирск, Красноярск и Т.п.

 70 
единение эквивалентно 1...1,5 м длины изолированноrо трубопровода. Один
изолированный вентиль в зависимости от диаметра и способа прокладки тpy
бопровода, температуры теплоносителя эквивалентен следующим длинам
трубопровода:
 при d y  100 мм и I тв  100 ос  2,3 м в помещении и 4,5 м на OTкpЫ
том воздухе;
 при d y  100 мм и I тв  400 ос  4,8 м в помещении и 6,2 м на oткpы
том воздухе;
 при d y  500 мм и I тв  100 ос  3,0 м в помещении и 5,5 м на OTкpЫ
том воздухе;
 при d y  500 мм и I тв  400 ос  7,5 м в помещении и 8,5 м на открытом
воздухе.
Полная потеря теплоты через изолированный трубопровод
Q  q/ (k L + LLэкв), (2.63)
rде q/  теплопотери oЛRoro поrонноrо метра трубопровода; k  коэффициент
теплопотерь через подвески или опоры (1,1 для подвесок и 1,15 для опор в
закрытом помещении; 1,15 для подвесок и 1,2 для опор на открытом возду
хе); L  длина трубопровода; LLэкв.  сумма эквивалентных длин участков.
При отсутствии данных о количестве фланцевых соединений, задвижек, опор
и др. для трубопроводов в помещениях
Q R:< 1,2 q/ L (2.64)
и на открытом воздухе
Q R:< 1,25 q/ L. (2.65)
При разрушении или отсутствии тепловой изоляции на отдельных уча
стках трубопроводов тепловые потери существенно возрастают. Так, потери
теплоты от одноrо неизолированноrо вентиля или задвижки эквивалеlПНЫ
потерям от 12...24 м и от oЛRoro неизолированноrо фланцевоrо соединения 
4...5 м изолированноrо трубопровода.
Скорост теплоносителей в трубопроводах следует рассчитывать по
(2.50). Ориентировочные значения скоростей принимают:
 в мarистральных паропроводах диаметром до 200 мм при давлении
0,7...1,4 МПа для переrpeтоrо пара  50 м!с, для насыщенноro  40 м!с; в
трубопроводах диаметром более 200 мм  70 м!с и 60 м!с соответственно;
- при давлении до 5 МПа в мarистральных. паропроводах переrpетоrо
пара  20...70 м!с, насыщенноrо  30...50 м!с, в ответвлениях  35...40 и
20. . . 30 м!с соответственно;
 в напорных линиях водяных тепловых сетей  от 0,5 до 2...3 м!с;
 в подводящих к патрубкам всасывания насосов  0,5...1,5 м!с;
 в напорных конденсатопроводах  до 1...2 м!с; при подаче конденсата
или воды самотеком  не более 0,5 м!с;
:I!
:I!
ri
е
g
111
е
со
с
.g

..
111
111
::r
DI

111
111
Ioi
е
111

111
111
Ei
а
..
111
111
е
со
t
:I!
..
111
"1
..
со
.g
:!I
111
DI

..
:!I
111
111
..
"1
..
:!I
111
g
..
...
=
\6
N
о '" со  '" о
о ..... о '" '"
   .,.,
о r-- а- о  о
.,., r-- .,.,
r<> r<> r<> r-- .,., '"
о .,., а- о '" .,.,
о ..... о '"  -.f.
r<> r<> r<> 
О r<> а- о r<> О
.,., r-- .,., '" а- м
..... ..... ..... r<> 
О  r-- о а- "'.
о о '" r<>
..... ..... ..... r<>
.,.,   о :! .....
   '" r<> S
О о- о о а- r<>
 .,., .,., '" r-- '"
  .....
.,., r<> .,., О r<> 
 :::)  '" .,., оё
.....
о со о о со r<>
::: ::: ::: .,., о оё
.....
о о- ..... о а- со
со со со .,., со .,CJ

о '" о о '" .....
r-- r-- r-- .,.,  .,CJ
о r--  о r-- 
.,., .,., .,., .,., .,., '"

о .,., о о .,., а-
     
..... со  о со r<>

r<> r<> r<>   
"':!""'  !
 i
i   I
Е   g
f I t' е
е CIJ i
1>: 
'" :Ii
Q = '"
[ "1  :Ii
"1 '
!:' j 111 J 
CIJ I
  !: :Ii
=  0--'
r:..( Q  t
r;Q Е--< р.. о:
I

Е--<
71
'"
N
ti


J
о о ..... ::: о
о ..... а- 
::! :! :::) 
о о ..... о о о
о .....  ::: ..... -.f.
   :!
о о '" о о о
:::  о- ..... 
 ::: ::: :::)
о о '" о о
о ..... о- о о 
::: о о- о- 

о о со о О.
о ..... о- о о 
о- а- со о-  

о о о о о о
о ..... о со со S
со со со а-
о о о о о о
 ..... о со со S
r-- r-- со
о о ..... о о о
о r<> i:O r-- r-- '"
'" '" r--
о о :! о о о
.,., r<> r-- r-- оё
.,., .,., '"
о о '" о о о
.,., со '" r-- ..... ......
   '"
о '" :! о '" о
о ..... r-- '" .,CJ
   .,.,
:Ii
"':!""' >='
CIJ
..  i
 I
8. I
с
Е  
 '" Q
Q  = с
1>:  I !:' Q
'" CIJ i
Q
[ CIJ :Ii CIJ
 .. :Ii
= ..
!:' = "1 = :Ii
"1 ' '" "1 CIJ
CIJ ,= = J
! I '" 
  !:
1>: а 
r;Q Е--<

 72 
 73-
 в мarистральных raзопроводах при давлении 0,1 МПа 20...40 м/с,
при давлении до 1 МПа 12... 16м/с;
 в мазуто и маслопроводах  0,8...1,2 м/с на напоре и 0,2...0,3 м/с на
сливе
При расчете тепловыделений от наружных поверхностей теплооб
менноrо оборудования в помещениях коэффициеm теплоотдачи, BT/(.K), с
учетом конвективной и лучистой составляющих может быть оценен как
3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА И РАСЧЕТНЫЕ сооmОШЕПИЯ для
ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
W 0,211 (о + 0,0174 v) (рпРо.с)/Рб,
(2.69)
Температура наружной поверхности различных видов оборудования, в
том числе теплообменных аппаратов, часто неизвестна или не может быть
точно измерена. Поэтому использование формул типа (2.24)  (2.29) и
(2.43)  (2.45) для расчета тепловыделений или тепловых потерь от оборудо
вания вызывает определенные трудности. В этом случае удобней воспользо-
ваться уравнением теплопередачи (2.7) или (2.39). Но Torдa для определения
коэффициеmа теплопередачи или термическоrо сопротивления стенки KOp
пуса, покрытоrо тепловой изоляцией, кроме коэффициеmов теплоотдачи от
наружной поверхности аппарата или arperaTa, необходимо уметь рассчиты
вать коэффициеmы теплоотдачи в ero каналах. Кроме Toro, необходимо
знать и температуру теплоносителя, омывающеrо внутренmoю поверхность
стенки корпуса, для чеrо приходиrся, фактически, выполнять полный тепло-
вой расчет аппарата.
В общем случае расчет теплообменноrо аппарата ВI<ЛЮчает тепловой,
rидравлический, прочностиой и технико-экономический расчеты. В зависи
мости от цели и исходных данных любой из них может быть выполнен как
проектный, конструкторский или поверочный. В первом случае подбирают
стандартный аппарат, во втором осуществляют ero детальную проработку.
Если тип и размеры аппарата известны и требуется проверитъ обеспечиr ли
он заданную тепловую мощность, определить конечные параметры теплоно
сителей, проверитъ соответствуют ли допустимым потери давления в Kaнa
лах, механические напряжения в элемеmах конструкций, выполняют пове
рочный расчет.
При проектировании типовых установок также принято использовать
методику поверочноrо расчета, для чеrо производят предварительный подбор
теплообменных аппаратов. По известным расходам и ориеmировочным зна
чениям скоростей теплоносиrелей с помощью уравнения неразрывности рас-
счиrывают проходные сечения каналов для каждоrо из теплоносителей и по
справочникам или каталоrам выбирают тип аппарата и ero размеры. После
этоrо проверяют, удовлетворяет ли он заданным условиям. В проектном или
конструкторском расчетах обычно используют метод среднеrо температур
Horo напора, в поверочном  чаще метод эффективности. В первом случае
базовая система ВI<ЛЮчает уравнение тепловоrо баланса
а  9,76 + 0,07 (l п  l в ),
(2.66)
rде l п  температура наружной поверхности тепловой изоляции оборудования
(по правилам техники безопасности не должна быть выше 45 ОС).
Коэффициеm теплоотдачи от поверхности нarpетой ВОДЫ
a5,7+4,1 v,
(2.67)
rде v  скорость воздуха над поверхностью жидкости, м/с.
Количество теплоты, переданной воздуху,
Q  а (tп  l в ) F, (2.68)
rде F  площадь поверхности теплообмена.
Количество воды, испаряющейся со свободной или смоченной
поверхности,кrкNt.с)
rде о  коэффициеm rpавитационной подвижности воздуха; РП  давление
насыщенноrо пара при температуре испарения (практически равно
температуре жидкости); PB> парциальное давление пара в воздухе; Рб баро
метрическое давление в помещении. Коэффициеm о в зависимости от
температуры жидкости имеет следующие значения:
1"" ос дО 30 40 50 60 70 80
а 0,022 0,028 0,033 0,037 0,041 0,046
90 100
0,05] 0,060
Количество теплоты, уносимой паром с поверхности жидкости,
G\ (h\'h\")ll  G 2 (h2"h2'),
(3.1)
Qи Wh,
(2.70)
rде G\,G 2  расходы rpeющеrо и HarpeBaeMoro теплоносителей; h\', h2' их энтальпии на
входе и h\", h2" на выходе из arшарата; Q тепловая мощность; тj  кпд теплообмен
Horo arшарата.
rде h  эmальпия пара при температуре испарения.

-74 -
-75.
Для raзов и жидкостей h =' c.t, rде с  удельная изобарная Terтoeмкocть
среды и t  ее температура. Поэтому уравнение (3.1) пршrnмает вид
G 1 СI (tl'  tl ")'Т] =' G 2 С2 (t2"  t2 '), (3.2)
rде СI и с2  средние значения удельных изобарных теплоемкостей теплоносителей в ин-
тервалах температур 11'...1)" и 12'...12" соответствеино, есJШ фазовых изменений теплоно-
сителей не происходит.
Следующим, входящим в базовую систему, является уравнение теIШОПере-
дачи:
Q =о k F Ы, (3.3)
rде k  коэффициент теплопередачи; F  плошадь поверхности теплообмена; ""1  средний
температурный напор, который рассчитывают по формуле:
/).t =' /).tпвы, (3.4)
rде ""1п  средний температурный напор для противоточной схемы, равный:
/).t п =' (Ы 6  /).t-J/ ln(/).ttf/).t-J, (3.5)
rде l1.1б и ""1 м  наибольшее и наименьшее из 1)"- 12" И 1)'- 12' значения; E  поправочный
коэффициент, учитьmающий влияние на ""1 схемы движения теплоносителей в аппарате.
Ero значение определяют в зависимости от парамeqюв Р  (12 Н. 12 ')/(1) '- 12') И
R  (11 '. ') '')/(12 Н. 12') С помощью HOMorpaMM или вспомоrательных формул [13, 22].
Если /).МЫ м < 1,8, то среднелоraрифмическое значение практически
совпадает по величине со среднеарифметическим /).t<8 =' 0,5 (/),t6 + /).t-J, являю-
щимся пределом функции lim I1t п при 11tr;f/).t M  1. При противотоке Вы=' 1, при
прямотоке в формуле (3.5) /).t6 =' tl 't:/ и Ы м  tl" t2".
Поверхности теIШообмена изrотавливаются обычно из тонкостенных
труб или IШастин. Поэтому влиянием их кривизны пренебреraют и для коэф-
фициеmа теIШОIТередачи, как правliЛО, пользуются формулой для IШоской
стенки:
в методе эффективности используют характеристики теIШообменНИI<ОВ
в виде зависимостей эффективности аппарата от числа единиц переноса и от-
ношения полных теIШоемкостей теIШоносиrелей. Их получают из совместно-
ro решения уравнений теIШовоrо баланса и теIШопередачи с учетом формулы
для среднеrо температурноrо напора. Для rpеющеrо теIШоносиrеля и для на-
rpeBaeMoro имеем соответственно в общем виде:
ВI =' <P1(i'v'1;roJ, rде N 1 =' k F/(G 1 си; rol ='G 1 CI/(G 2 cZ);
B2 <P2(N2;roz}, rде N2 k FI(G 2 cZ}; ro2G2 cll(G 1 си. (3.8)
Конкретный вид характеристик зависит от схемы движения теIШОНОСИ-
телей в аппарате:
для прямотока:
1  eN,(I+Wl)
[1 ==
1  е -N 2 (l+W2)
1 + w 2
(3.9)
1+Ы 1
[2
для противотока:
N (I '.' ) 1  e N 2 (lW 2 )
le 1 I 
[1 == 1 + wleNl(IWl) ; Е 2 == 1 + w 2 е N2(lw2) .
При фазовых изменениях. одноrо из теIШоносиrелей, например, при
конденсации насыщенноrо пара в парожидкостном подоrpевателе tl  const,
ro2 =' О и
(3.10)
E2==1eN2.
(3.11)
]
k 1 l) 1 (3.6)
+++R +R
О) 11 (]2 ) 2
rде а), а2  коэффициенты теплопередачи теплоносителей; J....  коэффициент теплопро-
водности материала стенки; б  толщина стенщ R., R 2  термические сопротивления
зarpязнений поверхности теплообмена.
Коэффициеmы теIШоотдачи рассчmывают по известным фотмулам из
курса теIШомассообмена [13,22,24]. Они приведены в табл. 3.13.3. Значения
термических сопротивлений RI и R 2 можно ориeнrировочно определить по
данным табл. 3.4. Конструктивные характеристики стандартных IШастинча-
тых теIШообменников, необходимые для расчета теIШообмена, см. в табл.3.5.
Кроме этоrо, базовая система уравнений вюnoчает уравнения неразрыв-
ности для кащдоrо из теIШоносиrелей:
в случае фазовых изменений обоих теIШоносиrелей tl =' const, поэтому
использование метода эффективности теряет смысл. Более Toro, в этом слу-
чае, температурный напор определяется как разность температур насыщения
теIШоносиrелей /).t  tl и  t2и.
При отсутствии точной формулы для эффективности теIШообменника,
можно воспользоваться приБJШЖенной зависимостью Ф. Трефни [32]:
1  е -N2[)()-2f.)J
Е 
2  1+Ы2(1 f.,)W2f",е-N2[)(l2f.)J'
rдe N  о  для прямотока, N  1  для противотока. Значения для дрyrnx схем приве-
деныв табл. 3.1.
При решеlШИ некоторых задач необходимо использовать уравнение
теIШовоrо баланса и теIШопередачи в диффереициалъной форме. Напри-
мер, для противотока в установившемся теIШОВОМ режиме
(3.12)
G 1  РI wJi И G 2 =' Р2 w2.h. , (3.7)
rде р), Р2  плотности И W).W2  скорости теплоносителей; fi, h  проходные сечения ка-
налов для каждоrо из них, а также СOJОТ:lOшения, связывающие площадь поверхности теп-
лообмена, проходные сечения каналов с линейными размерами теплообменника.
dQ =' k (tl  tz) dF ='  G 1 СI dtl ='  G 2 С2 dt2 , (3.13)
rде 1. и 12  текущие вдоль поверхности теплообмена значения температур теплоносителей;
для прямотока:
dQ =' k (tl  tJJ dF ='  G 1 с! dtl =' G2C2 dl2 (3.14)

 76 
 77 
Таблица 3.1. Характеристики схемы тока и предельиой эффективиости аппара
тов для различиых схем движеиия теплоносителеii [22]
При расчете теrшообменных аппаратов периодическоrо действия
следует помниrъ о том, что неустановившиеся теrшовые процессы в про
мышлешшх аппаратах протекают медлеюю. Поэтому их можно считать
квазистационарными. И расчет теrшообмена в lШX, без ущерба для точно
сти, проводится по формулам, полученным для стационарных условий. В
результате после интеrpирования дифференциальноrо уравнения для теп
лообменников, обоrpеваемых, например насыщеЮIЫМ паром,
Условное h при r.: Е'тах
Схема тока обозначение N 2 <2 при N 2 ----+ 00
Поперечный ток, 1 ход  0,390 0,418 0,632
Поперечный ток, 2 хода ==ti==: 0,501 0,628 0,729
Перекрес1НЫЙ ток ===tt==: 0,555 1,000 1,000
поперечныйпрямоточный.  O,O04 O,315 0,432
2 хода
Поперечныйпрямоточный. числ( =w=t 0,000 0,000 0,5
ходов 00 
Поперечиопро1НВОТОЧНЫЙ, 0,660 0,688 0,762
2 хода =!Ш=t
ПопереЧИОпро1Нвоточиый, числ( 1,000 1,000 1,000
ходов 00 =
ПРЯМОТОЧИОПРО1Нвоточный, 0,398 0,500 0,667
2 хода
Противоточнопрямоточиый. 0,398 0,500 0,667
2 хода =
Прямоточно-противоточиый, 0,350 0,400 0,625
3 хода
Противоточнопрямоточный, 0,438 0,500 0,667
3 хода =
ПРIlМОТОЧНОПРОТИВОТUЧНЫЙ, 0,394 0,438 0,640
4 XO,.Ja
Против()точнопрямоточныii, 0,394 0.438 0,648
4 хода
ПопереЧНОПР!lМОТОЧНЫЙ. дв}"хо :: 0,320  1,500 0,400
довой с 6ю перt:rородками
Поперечнопротивоточный,
двухходовой с 6ю переrородками 0,363 0,815 0,844
dQ == k F I1t == D (h  hJ d. == L dt2,
(3.15)
rде l1.t  ( в  (2  текущая разность температур насыщенноrо пара и нarpeваемой среды;
D  расход пара; h и h.  с. (.  энталъпии пара и конденсата; с. и (.  теплоемкость и
температура конденсата; м; и с;  массы и уделъны
e теплоемкос1Н нarpeваемой среды
(;  2), элеменroв конструкции аппарата,
для среднеrо за период HarpeBa температурноrо напора получим
[;  [
I1t, =
ln [ н  t ' (3.16)
[ н  [;
rде (/'и (2'  температуры нarpeваемой среды в конце и начале периода lidrpeBa;
для текущих значений теrшовой мощности
Q = kF(t H t)e
kFr
'ЕМ,с,
(3.17)
и расхода пара
D = kF [ н  t; е
h  h.
kF,
J:.M;c;
(3.18)

 78 
 79-
Контрольные вопросы
17.Какие составляющие TerтoBЫx балансов промышлеЮIЫХ печей, KoнвeK
тивных сушильных, выпарных и ректификациОШIЫХ установок следует
относить к полезным и какие к потерям?
18.Повлияет ли установка котлаутилизатора за печью на расход потребляе
Moro ею тоrтива?
19.Докажите, что комбинированное производство электроэнерrии и Terтoты
требует меньших затрат Torurnвa, чем раздельное, если потери при тpaнc
портировании энерrии в обоих случаях одинаковы?
20.Каковы преимущества оборотных систем техническоrо водоснабжения по
сравнению с прямоточными?
21.Назовите основные направления энерrосбережения на предприятиях,
имеющих ценrpализованные системы снабжения сжатым воздухом?
22.Какие из известных вам способов энерrосбережения в системах веmиля
ции и кондиПИОНИРОваlШЯ воздуха (рециркуляция, реrенеративный подоr
рев приточноrо воздуха воздухом, удаляемым из помещений, в ВВТУ,
системах ЖВТУ с промежуточным теrтоносителем и др.) Moryт найти
применение на промышеюIыx предприятиях? Какие оrpаничения сущест
вуют для этоrо?
23.Составьте уравнеlШе тerтOBoro баланса для трехкорпусной выпарной yc
тановки, вторичный пар из последнеrо корпуса которой направляется в
конденсатор!
24.Составьте уравнеlШе TerтoBoro баланса конвективной сушильной YCTa
новки непрерывноrо действия, работающей на смеси топочных rазов и
воздуха!
25.Можно ли, повысив rлубину переработки колчедана в производстве cep
ной кислоты, одновремеmю снизить вредные Dыбросы от этоrо производ
ства в атмосферу? Если да, то каким способом?
26.Перечислите основные стадии производства аммиака, в которых реализо
ваны принципы реrенеративноrо и внешнеrо теrтоиспользования?
27.Перечислите основные виды TerтoBЫx потерь в arшаратах с поrpужными
rорелками! Почему затруднено использование TerтoTЫ пароrазовой смеси
за arшаратами этоrо ТШJa? Как можно решить эту проблему?
28. Что такое теrтосчетчик? Каковы ero основные элемеmы и блоки?
29.Чем коммерческий учет энерrии и энерrоносителей отличается от техlШ
ческоrо?
зо.какие типы расходомеров вам известныI?
31.Как можно рассчитать кпд паропровода?
32.Какой из кпд системы транспорта TerтoTЫ как правило больше  проект
ный или фактический и почему?
1. Какой из секторов экономики России потребляет наибольшее количество
вырабатываемых в стране ТЭР?
2. Какие из известных вам электростанций (паросиловые ТЭС, rэс, АЭС,
rTC, пrС) вырабатывают большую часть электрической энерrии в Poc
сии? известныI ли вам страны, в которых основным источником электро
энерrии являются АЭС?
3. Какая доля добываемоrо в стране тоrтива потребляется промышленно
стью? Относите ли вы к промышленности энерrетику?
4. Какова доля вырабатываемой в стране электроэнерrии расходуется на
промышленное производство?
5. Какая часть Terтoты, производимой в стране, расходуется в промышен
ности?
6. Какой еще из известныIx вам секторов экономики страны следует отнести
к крупным потребителям энерrоресурсов (жилищнокоммунальный ceK
тор, транспорт, сельское хозяйство)?
7. Назовите максимально достижимые значения кпд КЭС!
8. Каковы максимально достижимые значения кпд пароrазовых станций,
вырабатывающих только электроэнерrшо?
9. Какова доля разведанных мировых запасов Torurnвa находится на террито
рии России?
10.Сколько процеmов от населения Bcero земноrо шара составляют rpaждане
России?
II.Каков допустимый уровень потребления ресурсов биосферы? И какой Be
личиной в процеmах ero оцеlШВaIOТ в настоящее время?
12.Возможен ли выход стран тpeтъero мира на жизненный уровень, обеспе
чеЮIЫЙ в наиболее развитых странах, без кардинальноrо совершенствова
ния современной технолоrии и существующеrо способа производства?
13.Нammrnте формулы для расчета электрическоrо и термическоrо кпд ТЭЦ
с паросиловым циклом!
14.Перечислите традициОЮIЫе и перспективные направления повышения
кпд TerтoBЫx электростанций?
15.Назовите основные виды потерь Terтoты в промышлеШIЫХ печах, выпар
mIX, ректификациоЮIЫХ, конвективныIx сушильных установках, холо
дильныIx машинах!
16.В каких из этих видов промышленноrо оборудования эффективным явля
ется реrенеративное использование TerтoTЫ? В каких ero применение or
раничено и почему?

- 80-
- 81 
33.Во сколько раз расчетная отопительная нarpузка больше средней отоnи
тельноrо сезона?
34.Как оценить вентиляционную нarpузку здания, если известна кратность
воздухообмена?
35.Как еще можно оценить этот виц нarpузки?
36. Что такое удельные теrтопотери здания? Как по ним оцениrъ отопитель
ную нarpузку здания?
37.Чем объясняются существенные различия значений максимальной и cpeд
ней теrтовой нarpузки промыmленных систем rорячеrо водоснабжения?
38.Как можно рассчитать TerтoBыe потери через оrpаждения теrтомассооб
меЮlOrо оборудования, если известны температуры на наружной поверх
ности теrтовой изоляции?
39.Moryт ли TerтOBыe потери через стенки и теrтовую изоляцию паропрово
да или трубопроводы водяной теrтовой сети зимой превыmать их в лenшй
период в два и более раз?
40.нaпиmите формулы для расчета термических сопротивлений паропровода,
конденсатопровода и трубопровода водяной теrтовой сети!
41.Каким образом можно рассчитать теrтопотери через оrpаждения Terтo
массообмеюlOЙ установки, если измерить температуру на наружной по
верхности ее теrтовой изоляции не удается?
42.Какие виды энерrобалансов вы знаете? Чем синтетический баланс отли
чется от аналитическоrо?
43.Какие методы составления энерrобалансов вам известны?
М.Почему для паровоrо котла можно составить теrтовой баланс, а для Тэс
или парокомпрессиоюlOЙ холодильной установки нет?
45.Чем энерrетический баланс arшарата, установки или системы прmщипи
ально отличается от эксерrетическоrо?
46.Для каких видов промыmленноrо оборудования кроме TerтoBЫx балансов
приходится составлять материальные?
47.Какой смысл вы вкладываете в понятия кпд и КIШ? Назовите и ПОЯСlШте
методы их получения!
48. Чем отраслевые, цеховые и общезаводские нормы иля удельные показате
ли энерrопотребления отличаются от технолоrических?
49Лочему в западных странах и в Японии широкое распространеlШе получи
ли TerтoBыe насосы, а в нашей стране нет?
50.Почему в офисных и бытовых кондиционерах их применеlШе в нашей
стране реально?
51.Поясните, чем закрытая система теrтоснабжения отличается от ОТlфытой,
зависимая от независимой?
52. Почему удельные TerтoBыe потери от поверхности нarpетой жидкости
значительно больше, чем от поверхности стенок и дюnца ванны, в которой
эта жидкость находится?
53.Какие виды теrтообмена имеют место при работе отопительных приборов
и при транспорте нarpетой воды по трубопроводу в помещении?
54.Какие виды теrтообмена следует учитывать при расчете TerтoBЫx потерь
от трубопроводов, проложеЮIЫХ внутри и снаружи зданий?
55.Почему TerтoBыe потери с открытой поверхности нarpетой жидкости зна
чительно превышают потери Terтoты от боковых стенок rальванической
или травильной ванны, в которой эта жидкость находится?
56. Оцените, сколько процентов от общих TerтoBЫx потерь Moryт составить
потери тerтoты от непокрытых теrтовой изоляцией фланцевых соедине
ний и задвижек, если на участке трубопровода длиной 100 м имеется 4 за
движки и 2 фланцевых соединения?

82
83 
БИБЛИОСРАФИЧЕСIGIЙ СПИСОК
26. Сальников А.х., Шевченко Л.А. Нормирование потребления и экономия
тоnливноэнерrетических ресурсов. М.: Энерrоатомиздат, 1986.
27. Сборник примеров и задач по тепломассообменным процессам, аппаратам и
установкам / ЛИ Архипов, В.А rорбенко, ол Данилов и др.; Под ред. АЛ. Ефи
мова. М.: Издательство МЭИ. 1997.
28. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энерrоиздат, 1982.
29. Спенrлер О.А. Слово о воде. Л: rндрометеоиздат, 1980.
30. Теоретические основы теплотехники/ Под ред. В.А rриrорьева и В.М. Зорина. М
Энерrоатомиздат,1988.
31. Теплоэнерrетика и теплотехника. Общие вопросы: Справочник / Под общ. Ред.
В.Аrриrорьева и В.М.Зорниа.  М.: Энерroатомиздат, 1987.
32. Чумак И.С.. Чепурненко В.И.. Чуклин с.1'. Хояодильные установки. М.: Леr. и пищ.
пром--стъ,1981.
1. Аракелов В.Е., Кремер А.и. Методические вопросы экономии энерrоресурсов. М:
Энерroатомиздат,1990.
2. Бажан И.И., Каневец С.Е., Селиверстов В.М. Справочник по теплообменным
аппаратам. М.: Машиностроение, 1989.
3. Боrословский В.Н., Щеrлов В.П., Разумов Н.Н. Отопление и вентиляция. М.:
Строiiиздат, 1980.
4. Борисов Б.I'. Отопление промыmлениых предприятий. М.: Издательство МЭи, 1992.
5. Бурков В.В. Алтомиииевые теплообменники сельскохозяйственных и транспоpniЫX
машин. Л.: Машиностроение. Лeнниrр. отд-ние, 1985.
7. Брдлик И.М., Морозов А.В., Семенов Ю.И. Теплотехника и теплоснабжение
предприятий лесной и деревообрабатъmающей промыmленности: Учебник для вузов.
М.: Лесная промыmленностъ, 1988.
8. Водоподrотовка на ТЭС при использовании rородских сточных вод / К-М. Абдул-
лаев, ИА Малахов, АН. Полетаев, АС. Соболь. М.: Энерrоатомиздат, 1988.
9. I'СССД 98-86. Вода. Удельный объем и энтальnия при температурах 0...800 ос и
давлениях 0,00l...1000 МПа. М.: Издательство Стандартов, 1986.
10. Данн,'IОВ О.Л., Леончик Б.И. Экономия тепловой энеprии при тешювой сушке. М.:
Энерrоатомиздат,1981.
11. Ефимов АЛ.. Крупнов Е.И. Энерrосбереraющий способ обезвреживания сточных
вод и жидких отходов // Тез. ДOКJl,. Междунар. .на}'Ч'.-техи. конф. «Со:;тояние и пер--
спективы развития электротехиолоrии» (VIl Бенардосовские чтения). Т2, 25...27 мая
1994.
13. ИсачеlJко В.И., Осипова В.А., Сукомел А.с. Теплопередача. М: Энерrоиздат, 1981.
14. КИРИЛЛИI% В.А., Сычев В.В., Щейндлии А.Е. Техиическая термодинамика. М.:
Энерrоатомиздат,1983.
15. Крюков Н.П. АппаратыI воздушноrо охлаждения. М.: Химия, 1983.
16. Лариков Н.Н. Теплотехника: Учебник для вузов. М.: Стройиздат, 1985.
17. Лейrес ил., Сосна М.Х., Семенов В.И. Теория и практика химической
энерrотехиолоrни. М.: Химия, 1988.
18. Мещеряков Ф.Е. Основы ХОЛОДИJ"1ЪНОЙ техники и холодильной техиолоmи. М.:
Пищевая пром-стъ. 1975.
19. Мшай В.к. Повышение эффективности современиых теплообменников. Л.: Энерrия,
20. Осиовы расчета и проектирования теплообменников воздушноrо охлаждения:
СправО"-lНик/ АН Бессонный, r.A Дрейцер. В.Б. Кунтыш и др.; Под общ. ред.
В.Б. Кунтъпnа и АН Бессонноrо. Шб.: Недра. 1996.
21. Иревида учета тепловой энерmи и теплоносителя / П--683 rлавrосэнерrонадзор.
М: Издательствово МЭИ, 1995.
22. Промыruлеиные тепломассообменные процессы И установки / АМ. Бакластов,
В.А rорбенко. ОЛ. Данилов и др.; Под ред. А.М. Бакластова. М.: Энерrоатомиздат,
1986.
23. Промышлениая теплоэнерrетика и теплотехника: Справочник / Под общ. ред.
В.А rриrорьеваи В.М. Зорина. М.: Энерrоатомиздат. 1991.
24. Расчет тепломассообмеиа в npoмыruленных устаиовках, системах и сооружениях:
Учебное пособие/ ЛИАрхипов, АБ. rаряев, АЛ. Ефимов и др.; Под общ ред.
АЛ Ефимова М: Издательство МЭи, 2002.
25. Российские и зарубежные приб/)ры коммерческоrо учета тепловой энерmи,
холодной и rорячей ВОДЫ, rаза, электроэнерmи. Каталоr/ rосстрой России, консорци-
ум С,::рвисинжстрой. М: rуп цrш, 1997.
ДОИОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Барановский Н.В., Ковалеико Л.М., Ястребеиецкий А.Р. пластинчатыIe и
спиральные теплообменники. М.: Машиностроение, 1973.
2. Вариавский Б.и.. Колесников А.И., Федоров М.Н. Энеprоаудит промышленных и
коммунальных предприятий. Учебн. пособие. М.: Ассоциация энерrоменеджеров.
1999.
3. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической техиолоrии. Учебник
для техиикумов Л: Химия. 1991.
4. Лунин 0.1'., Вельтищев В.Н. Теплообменные аппаратыI пищевых производств. М.:
Arpoпромиздат.1987.
5. Основные процессы и аппараты химической технолоrии: Пособие по
проектированию / r.c. Борисов, ВЛ. Брыков, ю.и ДЫ11lерский, и др.; Под ред. ю.и
ДЫ11lерскоrо. М.: Химия 1991.
6. Павлов К-Ф., Романков И.I'., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и
аппаратов химической техиолоrни. Л: Химия. 1981.
7. Рекомендацин по определению ПОC'I)'пления теплоты в производственные
помещения. A3-1020. rосстрой России. rосударственный проектиый, КОНС'Ipукторский
и научно-исследовательский институт САНТЕХНИИПРОЕКТ М.: 2000.
8. Титов В.П., Сазонов Э.В., Красиов Ю.с., Новожилов В.И. Курсовое и дипломное
проектирование по вентиляции rpажданских и промышленных зданий. М.: Стройиздат,
1985.
9. Чечеткин А.В., Занемоиец Н.А. Теплотехника. М.: Высш. Шк., 1986.
10. Экономия энерrетических ресурсов в промышленных технолоrиях. Справочно-
методическое пособие I Авторы-составители: rя. Вarин, Л.В. Дудникова,
Е.А. Зенютич, Е.Б. Солнцев; Под ред. с.к Cepreeвa; HrTY, ницэ. н HOBropoдo 2001.

 84
оrЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ... ... ._. ._. ... ... .._ ... ... ... ... .._ _.. ... ... ... ... ... ...... ... ... ш _... 3
1. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРrEТИКИ И ЭКОЛОrии В IIPOмь1ШЛЕннОСти.... 4
1.1. Масштабы и эффективность производства и использования
энерroресурсов в народном хозJdl:сТDe_.. ... .._ ... ._. ... ... ... _.. ... ..... 4
1.1.1. Общие вопросы... ... ._. ... ....____. ... ...... ._. ___... ...._. _.. __о _..... ..... 4
1_1.2. Энерrоиспользование в ТШIОВЫХ промъштеЮIЫХ
установках и системах_._ ... ... ._. ш _.. ... ... .__ _._ _._ ... ... ... .._.__ ... ... 6
1.1.3_ Основные направления, методы и технические решения
по повышению эффективности использования ТЭР.. _ .. _ ... ... . _ _ .. 15
1.1_4. Состояние и перспективы решения проблемы
энерrосбережения____. .,. ....__ __о __о ... ... .__ __о ... ... .._ .__ _.. ._. ... ._. .___ 24
1.2_ Взаимосвязь технолоrических, энерrетических, и эколоrических
аспектов в промъonленной технолоrии и энерreтике... .. _ _ _. _ _. . _ _ _.. _ 25
2. МЕТОДЫ СОСТАВЛЕНИЯ ЭНЕРrОБАЛАНСОВ _.. .., ... ... __о __о __о ... .,. ._. 33
2_1_ Основные положения и расчетные соотношения... .__ __о ... ... ... ._. __о ... 33
2.1.1. Общий энерrобаланс промыlIенноrоo объекта........ __ ____ ... ... .._ 33
2_1.2. Расчет составляющих энерrобалаиса промъonленноrо объекта. _. 36
2.1.3. Расчет и оценка потребления ТЭР технолоrnческими
установками и системами... ._. ___ ... ... .._ _.. __о .,. ... .._ ... ___ ." ... .._ ... 39
2.1.4. Некоторые особенности учета периодическоro
режима работы оборудоваиия.._ __..__ ... .,. ._. .._ .._ ... ... ... ... ... ... ... 40
2_1.5. Методика детальноrо расчета составляющих тeWIoBoro
балаиса холодилъноrо предприятия._. ... ... ... ..____ ... .., ... ... __о ____.. _.... 43
2.2_ Выбор и эффективность J{СТОЧНИКОВ теWIоснабжения... ._. ._. .__ ... ...... 47
2.2.1. Комбинироваиные и раздельные источники электро
и теплоснабжения... ... ." ... ... ... .__ ... '" ... .'_ ____... ... ... .._ ... _.. ._. ... 48
2.2.2. Взаимосвязь термодинамических, удельных энерrетнческих
и техникоэкономических показателей_.. ... .,. _.. ... ... ... ... ..__.. .... 49
2.2.3. Влияние колебаннй нarpузки на кпд трубопроводов при
траиспортировании теплоносителей.._ _._ _._ .._ ... .._ ._. ... ... ... ._. ..___ 50
2.3. Показатели эффективности использования ТЭР... ... ....... ... ... ___ ... .... 53
2.4. Учет тепловой энеprнн... ..__.. ___ ... ... .._ .._ _._ ___ ... ... ... .._ .__ ._. ... ... ... ... 56
2.4.1_ Основные понятия и определения.._ ._. ... ... .._ _._ __о ...... .__ __...__ ." 56
2.4.2_ Виды приборов учета тепловой энерrии и теплоносителя._. ... .... 57
2.4.3. Функции, вьmолияемыетепловычислителями... .__ .__ ... ... ... .._ .._. 59
2.4_4. Требования кприборам учета_.. ... ... ._. ... .._... ... _.. .., .._ ...._. _..... 60
2.4.5. Учет тепловой энерrии у источника теплоты... _._ ___ ...... .,. ... .... 62
2.4.6. Учет тепловой энерrии у потребителя теПЛО1:Ы __о ...... ... .__ ._. ..... 64
2.5. Примеры заданИЙ и методические указания к ТШIО80МУ
расчe'l)' по курсу «Энерrобалансы промъштенных
предприятий_.. ... ... ... __о _.. ... .., ._. _._ ... ... _.. ... ... ... .__ '" ... ._. .__ ... _._ .,. 67
3_ ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА И РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ
ТЕIШООБМЕllliЫХ АППАРАТОВ... ... ... _.. ... ... ... .__ .._.__ ... ... ... ___ .._ .... 73
Контрольные вопросы__. ___... ... ... ... .__ ... .._ ... ... __о ... ..._.. .._ ....__ ... ...... .... 78
БИБИЛИОrPАФИЧЕСКИЙ CIШСОк... ... .__ ._. ._. ... ... ... .._ '.. ._. ... ._..__ _.... 82