Вся обширная территория России разделена на регионы с различными климатическими зонами: Южный, Центральный, Приволжский, Северо-Западный, Уральский, Сибирский и Дальне-Восточный.

Необходимость поддержания комфортной температуры воздуха в помещениях населенных пунктов Уральского региона по метеорологическим условиям требует подачи теплоты в течение значительной части года, называемой фактическим отопительным периодом.

На территории региона находятся населенные пункты с централизованным теплоснабжением жилых, социальных и производственных помещений.

В стационарной теплоэнергетике с централизованным теплоснабжением одним из важнейших показателей при определении необходимой годовой выработки тепла и запаса топлива является оптимальная для конкретного населенного пункта расчетная продолжительность отопительного периода в сутках (сут) или часах (ч).

Фактический отопительный период всегда отличается от расчета, но в среднем, за семилетний временной цикл, ему соответствует.

Для применения в теплотехнических расчетах особенно важно корректное и обоснованное значение продолжительности отопительного периода и не следует увлекаться особой точностью, т.к. возможные ошибки в размере порядка ± 1 % полностью компенсируются условностями, которые неизбежно допускаются в исходных данных.

В нормативной документации по климатологии [1] приведены значения продолжительности отопительного периода для населенных пунктов России без какой - либо ссылки на их обоснование или расчет.

В СНиПе 23-01-99* приложение А (справочное) «Методы расчета климатических параметров» сказано, что:

 

Продолжительность со средней суточной температурой воздуха, = и > +8 ° С, характеризует период с устойчивыми значениями этой температуры.

 

Приведенные выдержки вызывают следующие замечания:

- в СНиП 23-01-99* имеются ссылки на расчет значений всех климатических параметров, кроме продолжительности со средней суточной температурой воздуха равной и меньше 8 ° С обеспеченностью 0,92 (т.е. нет даже формулировки: «продолжительность отопительного периода»);

- предлагаемые данные в виде исходной информации для расчета продолжительности отопительного периода совершенно не конкретны, не стабильны по годам и устаревшие, т.к. взяты за период с 1925 по 1980 гг.;

- методика расчета радиации в зависимости только от географической северной широты корректна и для расчета продолжительность отопительного периода в теплоэнергетике, т.к. предоставляет возможность её применения с модифицированием путем добавления значения географической долготы;

- в теплотехнических расчетах определенное место уделяется значению перепада давлению жидкости, т.е. по аналогии при расчете продолжительности отопительного периода конкретного населенного пункта необходимо учитывать географическую высоту его месторасположения.

Отсутствие доступной методики расчета продолжительности отопительного периода приводит к повсеместному применению «среднепотолочного» значения для конкретных населенных пунктов, не указанных в справочниках.

Автором на основе тщательного анализа источников по климатологии и теплоэнергетике, выявлена четкая корреляционная зависимость продолжительности отопительного периода централизованного теплоснабжения от месторасположения населенного пункта, т.е. вполне корректно можно представить конкретную характеристику климата через значения географических широты (Y), долготы (X) и высоты (H) [3].

Для тепловых расчетов всю территорию России предложено разбить на климатические зоны по суровости (рисунок 1) с «привязкой»:

 

Примечание: Калининградская область широта (Y) от 54 до 56 град и долгота (X) от 18 до 22 град учтена в зоне А.

Для расчета продолжительности отопительного периода конкретного населенного пункта (КНП) необходима исходная информация - наименование и значения географических координат его местоположения: широты (X), долготы (Y) и высоты (H) над уровнем моря.

 Выведенная формула имеет вид:

Т_о.п. = Y х ( К_к.з. + ( Х – 36^о ) х 0,002 ) + H / К_в.

где: Т_о.п. – продолжительность отопительного периода КНП, сут;

 Y – географическая широта КНП, град;

 К_к.з. – коэффициент климатической зоны, сут/град.

 Х – географическая долгота КНП, град;

 36^о – значение географической долготы, принятое за начало отсчета:

 H – высота (только положительная) КНП над уровнем моря, м:

 К_в. – интерполируемый коэффициент высоты, м/сут:

1. К_в. = 50 м/сут при высоте расположения КНП до 500 м;

2. К_в. = 100 м/сут при высоте расположения КНП от 501 до 2000 м;

3. К_в. = 500 м/сут при высоте расположения КНП более 2001 м.

 

 Автором разработана автоматизированная интегрированная система (АИС) «Энергосбережение в малой теплоэнергетике», включающая подсистемы: «Анализ», «Аудит», «Баланс», «График», «Затраты», «Измерение», «Информация», «Качество», «Контроль», «Нагрузка», «Оптимизация», «Паспорт», «Перетоп», «Период», «Проверка», «Расход», «Расчет», «Температура», «Топливо», «Учет» и «Экономика».

 

 С помощью автоматизированной подсистемы «Период» выполнен расчет продолжительности отопительного периода всех городов (республиканского, краевого, областного и районного подчинения), поселков (городского и сельского типа с населением более пяти тысяч жителей) и сельских районных центров (городов, поселков городского типа, сел и станиц) России, используя базу данных «Географическая характеристика населенного пункта».

 При необходимости, такой расчет можно выполнить для любого конкретного населенного пункта по исходным данным [2].

 

 В качестве примера, приведен расчет продолжительности отопительного периода в населенных пунктах (см. СНиП) Уральского региона по предлагаемой методике в соответствии с новыми климатическими зонами России.

 

Таблица 2

 

 Подсистемой «Период», для наглядности при сравнении значений географических характеристик климата населенных пунктов, автоматически строятся графики многокритериальной информации, отсортированные по расчетной продолжительности отопительного периода.

 

График 1

 

Анализ графика 1 показал:

1. Для Кургана и Шамары значения продолжительности отопительного периода по расчету и СНиП соответственно совпадают.

2. Для Сосьвы (на 20 суток) превышение продолжительности отопительного периода по СНиП над расчетом.

3. Для Туринска (на 12 суток), Каменск-Уральска (на 10 суток), Екатеринбурга и Верхотурья (на 5 суток) и Ивделя (на 4 суток) превышение расчетной продолжительности отопительного периода над СНиП.

4. Для Екатеринбурга и Шамары при несущественных взаимно компенсирующихся отклонениях географических данных – различие продолжительности отопительного периода по СНиП (5 суток), а по расчету – продолжительность одинаковая.

5. Для Верхотурья и Сосьвы при близких отклонениях географических данных – различие продолжительности отопительного периода по СНиП (25 суток), а по расчету – продолжительность одинаковая.

 

 

График 2

 

 Анализ графика 2 показал:

1. Для Увата (на 11 суток) превышение продолжительности отопительного периода по СНиП над расчетом.

2. Для Тюмени (на 8 суток), Тобольска (на 5 суток) и Демьянинского (на 3 суток) превышение расчетной продолжительности отопительного периода над СНиП.

 

График 3

 

Анализ графика 3 показал:

1. Для Сургута значения продолжительности отопительного периода по расчету и СНиП совпадают.

2. Для Березово (на 1 сутки) превышение продолжительности отопительного периода по СНиП над расчетом.

3. Для Леушей и Кондинского (на 11 суток), Ханты-Мансийска (на 5 суток) и Октябрьского (на 3 суток) превышение расчетной продолжительности отопительного периода над СНиП.

4. Для Леушей и Кондинского при несущественных взаимно компенсирующихся отклонениях географических данных –продолжительность отопительного периода по СНиП и по расчету – соответственно одинаковая.

 

График 4

 

Анализ графика 4 показал:

1. Для Тарко-Саля значения продолжительности отопительного периода по расчету и СНиП совпадают.

2. Для Маттесаля (на 36 суток), Салехарда (на 7 суток), Надыма (на 2 суток) и Нового Уренгоя (1 сутки) превышение продолжительности отопительного периода по СНиП над расчетом.

 

График 5

 

Анализ графика 5 показал:

1. Для Верхнеуральска значения продолжительности отопительного периода по расчету и СНиП совпадают.

2. Для Челябинска (на 4 суток) и Нязепетровска (на 2 суток) превышение расчетной продолжительности отопительного периода над СНиП.

 

 

 

1. Предлагаемая методика расчета продолжительности отопительного периода доступна, стабильна и достоверна, т.к. основана на объективных географических данных.

2. Продолжительности отопительного периода по СНиП и расчету в некоторых населенных пунктах совпадает, что говорит о правильности методики и расчетной формулы.

3. По СНиП продолжительность отопительного периода не корректна, т.к. не адекватно отражает изменения значений объективных геометрических характеристик климата.

4. Применение расчетной продолжительности отопительного периода на практике позволит сельским районам сократить затраты на топливо, за счет оптимизации его запаса.

 

 

 1. СНиП 23-01-99* Строительная климатология (изменена и ведена в действие 01. 01. 2003 г.)

 2. Абрамов А.А. Автоматизированный расчет продолжительности отопительного периода в конкретном населенном пункте. //Омский научный вестник, 2004, № 4 (29). С. 104 – 105.

 3. Абрамов А.А. Оптимизация расчета продолжительности отопительного периода в Омской области. // Энергосбережение и энергетика в Омской области, 2005, № 2 (15), С. 19 – 20.

 

Абрамов Анатолий Андреевич, ведущий специалист энергосбережения ПСК «ТехЭнергоПром»

644010, г. Омск, ул. Масленникова, 22,  (3812) 31 30 22 (3812) 45 87 56

E-mail: abrbox@mail.ru