Снижение затрат при теплоснабжении подключенных зданий с нагрузкой менее 0,2 Гкал

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Снижение затрат при теплоснабжении подключенных зданий с нагрузкой менее 0,2 Гкал

Р.Н. Разоренов, генеральный директор, ООО «НТ», г. Москва

Аннотация

Разработано и апробировано недорогое техническое решение, позволяющее в зданиях с нагрузкой менее 0,2 Гкал (без приборов учета и оплачивающих тепловую энергию по нормативу) снизить теплопотребление на 20-40%, и, тем самым, уменьшить затраты ТСО на их теплоснабжение.

Введение

Эта проблема знакома тем теплоснабжающим предприятиям, у которых в подключенной нагрузке велика доля малоэтажной (1-3 этажа) или частной застройки. Такие потребители чреваты массой проблем. Одна из них - необходимость эксплуатации разветвленных протяженных сетей небольших диаметров с высокими удельными потерями тепловой энергии. Вторая - эти потребители имеют малую тепловую нагрузку, менее 0,2 Гкал/ч, и, согласно закону «Об энергосбережении», не попадают под требование по обязательной установке узлов учета тепловой энергии. И оплата от них поступает по нормативу, который, как правило, весьма далек от реального потребления такими зданиями. Особенно, это касается осеннее-весенних периодов, когда из-за излома температурного графика (для обеспечения температуры ГВС) «перетопы» могут достигать 50%. А при таком весьма небольшом потреблении любые известные проекты по автоматизации регулирования на узлах ввода в домах (ИТП, насосы смешения и проч.) будут иметь сроки окупаемости настолько продолжительные, что найти инвестора в подобный проект не представляется возможным.

Решению последней из вышеобозначенных проблем и посвящена эта статья. Специально для зданий с нагрузкой менее 0,2 Гкал/ч разработан недорогой и надежный (быстроокупаемый) узел регулирования потребления системой отопления здания тепловой энергии.

теплоснабжение регулятор затраты

1. О регулировании и Регуляторе

Узел регулирования (далее - Регулятор) предназначен для погодозависимого управления процессом потребления тепловой энергии в зданиях с зависимым подключением и с нагрузкой не более 0,2 Гкал/ч. Узел (рис. 1, 2) состоит из контроллера, шарового крана с электроприводом и двух датчиков температуры: наружного воздуха и теплоносителя. Отсюда: простота монтажа и эксплуатации и низкая цена комплектующих.

Рис. 1. Схема установки узла регулирования теплопотребления «пропусками».

Рис. 2. Исполнительный механизм регулятора теплопотребления (а) и смонтированный в шкафу контроллер регулятора (б).

Процесс регулирования потребления тепловой энергии здания происходит позиционно или «пропусками» (т.е. обеспечивая прерывистое отопление) - метод давно известный и описанный во всех учебниках, но несколько забытый.

При непродолжительных (до 30 мин) перерывах циркуляции теплоносителя в системе отопления температура в помещении практически не будет отличаться от начального значения. Даже при сильных морозах (-20 ^ОС) шестиминутный перерыв в циркуляции теплоносителя приведет к понижению температуры в помещении в панельном здании всего на 0,1 ^ОС, поскольку инерционность водяной системы отопления и самого здания весьма велики. Поэтому позиционное регулирование будет столь же эффективно, как и регулирование пропорциональное, которое обеспечивает, например, ИТП. Но, нужно отметить, что технические средства, реализующие позиционное регулирование «пропусками», не требуют применения сложной и дорогой техники. Не нужны циркуляционные насосы, требующие постоянного электропитания, существующие элеваторы могут остаться на своих местах, а стоимость исполнительных механизмов позиционного типа существенно ниже стоимости клапанов пропорционального регулирования.

Еще с 1970-х известны технические решения, реализующие регулирование «пропусками», но все они (включая и их более поздние аналоги) не нашли широкого применения, поскольку осуществляют регулирование по параметру «температура теплоносителя из системы отопления», что приводило к ряду проблем. Например, при закрытом клапане, т.е. при отсутствии циркуляции в системе отопления здания, определить истинную температуру возвращаемого теплоносителя не представляется возможным, можно только ориентироваться на скорость остывания теплоносителя в контрольной точке (некоторый отрезок трубы в подвале). Из-за этого периоды регулирования в таких системах получались очень короткими (35 мин), что приводило к разрегулировке системы отопления по стоякам (теплоноситель не успевал обежать дальние стояки, а температура обратного теплоносителя фиксировалась «в норме», поскольку остывший теплоноситель из дальнего стояка смешивался с перегретым из ближнего).

При разработке нового Регулятора все эти проблемы были уже известны, и поэтому был реализован принципиально новый алгоритм регулирования, который обеспечивает многократную циркуляцию теплоносителя через стояки в каждом периоде регулирования и потребление зданием необходимого количества тепловой энергии, а не поддержание температуры обратного теплоносителя - как это было в ранее известных решениях.

В разработанном алгоритме регулирования вся «изящность» предлагаемого решения. Регулятор, как показала практика, очень точно вычисляет и поддерживает необходимое теплопотребление здания в зависимости от температуры наружного воздуха и заданной потребителем желаемой температуры в помещении.

На рис. 3а приведен график фактической нагрузки офисного здания с установленным регулятором. Фактическая нагрузка получена расчетным методом, исходя из фактически потребленной зданием тепловой энергии и температуры наружного воздуха, при заданной температуре комфорта в помещении +18 ^ОС. График показывает, что регулятор четко держал объем потребляемой зданием тепловой энергии в соответствии с фактической нагрузкой. Как только Регулятор отключили, расчетная нагрузка здания стала «гулять», причем в большую сторону - якобы нагрузка здания увеличилась, хотя на самом деле произошел «пере- топ», и в здании просто открыли форточки.

На рис. 3б приведены данные фактического потребления тепловой энергии зданием по показаниям теплосчетчика, установленного для контроля за работой Регулятора. Там же приведено для сравнения расчетное потребление, которое считалось следующим образом: в качестве расчетной нагрузки взяли среднюю нагрузку за период работы Регулятора и рассчитали тот объем тепловой энергии, который здание должно потребить при фактической температуре наружного воздуха. Соответственно, и здесь видно, что в период, когда регулятор не работал, начались «перетопы».

Рис. 3. График фактической нагрузки офисного здания с установленным регулятором (а), графики фактического и расчетного потребления тепловой энергии зданием (б).

Еще о Регуляторе можно добавить, что для настройки и управления контроллером не требуется специальных программ. Его обслуживание осуществляется через встроенный в него WEB-сервер с помощью любых мобильных устройств (ноутбук, планшет, смартфон).

Более того, встроенный модем может осуществлять рассылку SMS сообщений при возникновении аварийных и нештатных ситуаций. При подключении контроллера к Интернету (вставив SIM-карту или по кабелю) возможна организация удаленного доступа к контроллеру и диспетчеризация с передачей данных на сайт, сертифицированный как СИ (пример отображения данных на сайте показан на рис. 4 ).

Рис. 4. График температур в офисном здании после установки регулятора (по данным теплосчетчика) (а) и график потребления тепловой энергии зданием после установки регулятора отопления (данные теплосчетчика) (б).

2. Экономика

На практике Регулятор в офисном здании осуществил за март-апрель прошедшего отопительного сезона фактическую экономию тепловой энергии - 28%. Аналогичные показатели зафиксированы при работе Регулятора и на жилом здании в Москве (32%).

Теперь очень простой расчет. При нагрузке 0,2 Гкал/ч экономия составит 40,2 Гкал (за 2 месяца). Если оплата производится по нормативу, то установка узла регулирования позволяет поставить меньше тепловой энергии на указанную величину и снизить затраты на закупку топлива. Даже при самом дешевом виде топлива - природном газе - экономия за указанный период составит около 4 тыс. н. м³, или порядка 17 тыс. руб. Для климата Москвы (когда «перетопы» характерны для октября-ноября и марта-апреля) окупаемость составляет 2 отопительных сезона. При более теплом климате (или мягкой зиме) и дизельном топливе окупаемость гарантирована за 1 отопительный сезон.

В нежилых зданиях (например, бюджетной сферы) окупаемость может наступать быстрее, поскольку Регулятор позволяет в своих настройках снижать потребление тепловой энергии зданием по расписанию: в ночные часы, выходные и праздничные дни.

Кроме того, необходимо отметить, что, помимо экономического эффекта, Регулятор в указанном выше случае (за счет устранения «перетопов») поддерживал комфортную температуру в офисных помещениях, обеспечивая выполнение требований СанПиН к рабочим местам и, соответственно, продуктивность работы сотрудников. А при установке Регулятора в жилом доме жители высказали удовлетворение нормализацией комфортной температуры в квартирах, особенно в солнечные дни.

И в заключение: если Ваша компания «попутно» занимается энергосбережением или энергосервисными проектами (например, на зданиях бюджетной сферы, которые уже «оприборены» узлами учета), то при тарифе около 2 тыс. руб./Гкал Регулятор окупается за 2 весенних месяца.

Размещено на Allbest.ru