Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 697.1

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия

Достижение энергосбережения при помощи автоматизации локальной системы отопления

Тургенев И.А.

E-mail: perm.tur@gmail.com

Аннотация

тариф отопление рынок централизованный

В рамках статьи рассматривается динамика средне годовых тарифов на отопление в Приволжском федеральном округе. В работе рассматривается классификация централизованных рынков тепловой энергии и рассматриваются возможные способы повышения энергоэффективности как централизованных, так и локальных отопительных систем. Предлагается способ повышения энергоэффективности и снижения затрат на эксплуатацию локальной отопительной системы путем применения автоматизированного электрического котла.

Ключевые слова: отопительные системы, автоматизация, энергоэффективность.

Annotation

Achieving energy automation with local heating system

Turgenev I.A.

As part of the article discusses the dynamics of average annual tariffs for heating in the Volga Federal District. The paper deals with the classification of the centralized thermal energy market and discusses possible ways to improve the energy efficiency of both centralized and local heating systems. A method for improving energy efficiency and reducing the cost of a local heating system operation through the use of automated electric boiler.

Keywords: heating systems, automation, energy efficiency.

Энергосбережение в сфере жилищно-коммунального хозяйства является одной из самых актуальных проблем современности. Известны способы по повышению эффективности функционирования систем отопления. Такой эффект возможно получить, применяя новые энергоэффективные технологии, новые виды теплоносителей, использовать высокоточные приборы учета тепла и потребляемой энергии и автоматизируя процессы, связанные с отоплением жилых и нежилых помещений. На рисунке 1 представлена динамика средне годовых тарифов на отопление (за один Гкал) в Приволжском федеральном округе в период с 2013 по 2016 год [3].

Анализируя данные графика 1, можно отметить рост тарифа на отопление на протяжении рассматриваемого временного периода на рынке тепловой энергии в Приволжском Федеральном округе, что подтверждает необходимость внедрения энергосберегающих технологий. В рамках статьи рассмотрим способы и технологии, позволяющие снижать затраты на отопление жилых и нежилых помещений. Отопительные системы подразделяются на централизованные и локальные. Централизованные рынки тепловой энергии можно условно разделить на четыре категории.

Классификация региональных рынков тепловой энергии представлена на рисунке 2.

Рисунок 1 - Динамика средне годовых тарифов на отопление (за один Гкал) в Приволжском федеральном округе

Рисунок 2 - Классификация централизованных рынков тепловой энергии

В России насчитывается 15 городов, входящих в категорию сверхкрупные региональные рынки тепловой энергии, 44 города - крупные региональные рынки, более 100 городов классифицируются как средние рынки тепловой энергии, а более 40000 городских и сельских поселений можно отнести к малым рынкам тепловой энергии.

Централизованные системы отопления являются сложными инженерно-техническими объектами. Повышение энергоэффективности таких систем и снижение затрат на тепловую энергию необходимо достигать применением комплекса мероприятий и инженерно-технологических решений. Мероприятия, направленные на повышение энергоэффективности отопительных систем, можно разделить на следующие категории:

1. Повышение энергоэффективности централизованных систем отопления.

1.1. Внедрение новых инженерно-технических средств с высоким КПД.

1.2. Снижение тепловых потерь при транспорте рабочего агента от источника к потребителю.

1.3. Использование новых теплоносителей.

1.4. Применение катализаторов горения топлива.

1.5. Перевод малых котельных с потребления мазута на потребление природного газа.

1.6. Внедрение оборудования, обладающего высокой теплопередачей и устойчивостью к разрушению при эксплуатации рабочими агентами с высоким содержанием солей и кислорода.

1.7. Применение технологий водоподготовки для рабочих агентов, закачиваемых в систему отопления.

1.8. Внедрение автоматики параллельного режима управления различными источниками тепла.

2. Снижение затрат населения на отопление.

2.1. Внедрение высокоточных приборов учета тепла и потребляемой энергии с погрешностью менее 0,5 %.

Применяя комплекс мероприятий, возможно достичь повышения энергоэффективности отопительных систем и снизить затраты населения на отопление. Однако на практике нередко встречается обратное явление [1,2,5]. Затраты на внедрение новых энергосберегающих технологий как правило ложатся на потребителей, что отражается в увеличении стоимости тарифов на отопление.

Под локальными системами отопления понимаются инженерно-технологические системы частных индивидуальных домов и небольших нежилых помещений. По типу потребления энергии частные котельные можно подразделить на газовые, электрические, работающих на дровах, пеллетах и др. Добиться снижение затрат на отопление возможно благодаря повышению энергоэффективности непосредственно самих помещений, снижению тепловых потерь отопительной системы, а также использование более дешевых видов топлива. Еще одним способом достижения снижения затрат на отопление в локальных отопительных системах является учет различных внешних факторов при помощи автоматического управления работой локальной системы отопления. К таким факторам можно отнести влияние солнечного излучения, дополнительное выделение тепла бытовыми приборами, избыточная потребляемая мощность системы отопления при определенной температуре наружного воздуха, режим работы системы вентиляции и др.

Рассмотрим способ повышения энергоэффективности локальной системы отопления здания площадью 300 квадратных метров. Для нагрева теплоносителя предполагается использовать электрическую энергию. Поддержание заданной температуры воздуха и теплоносителя с наименьшим расходом электроэнергии предполагается достичь применением автоматизированного электрического котла. Для оптимального функционирования рассматриваемой системы отопления предлагается использовать электрический котел ZOTA-33 «Smart». В таблице 1 приведены технические характеристики рассматриваемого котла [4].

Таблица 1 - Технические характеристики рассматриваемого электрического котла

Применение рассматриваемого электрического котла позволит повысить энергоэффективность отопительной системы за счет точного поддержания заданной температуры воздуха в различных помещениях, управления трехходовым клапаном для поддержания температуры теплоносителя в отдельном контуре системы отопления, потребления оптимальной мощности в зависимости от погодных условий, а также времени (оптимальное соотношение максимальной потребляемой энергии в ночные периоды времени при использовании двухтарифного электрического счетчика). На рисунке 3 представлено внутреннее оснащение рассматриваемого электрического котла.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3 - Внутреннее оснащения рассматриваемого электрического котла

Анализируя данные рисунка 3, а также таблицы 1 можно сделать вывод, что рассматриваемый электрический котел обладает шестью уровнями безопасности, позволяющие сделать эксплуатацию электрического котла максимально безопасной, и gsm-модулем, с помощью которого можно как контролировать работу электрического котла, так и управлять им дистанционно. Благодаря дистанционному управлению можно регулировать потребляемую мощность котла. На рисунке 4 представлено дистанционное управление рассматриваемым электрическим котлом.

Рисунок 4 - Дистанционное управление электрическим котлом

Таким образом, эксплуатация современных автоматизированных электрических котлов позволяет поддерживать заданную температуру воздуха и теплоносителя в автоматическом режиме с наименьшим расходом электроэнергии, учитывая уличные погодные условия, а также время потребления требуемой максимальной мощности. Дистанционное управление и мониторинг работы электрического котла позволяет подбирать наиболее оптимальное соотношение в системе «потребляемая мощность - требуемая температура».

Список литературы

1. Башмаков И. А. Анализ основных тенденций развития систем теплоснабжения в России и за рубежом - 2006. - с. 12.

2. Некрасов А. С. и др. Современное состояние теплоснабжения России //Проблемы прогнозирования. - 2011. - №. 1.

3. Официальный сайт Федеральной службы государственной статистики www.gks.ru

4. Руководство по эксплуатации ZOTA «Smart»

5. Шарипов А. Я., Силин В. М. Энергосберегающие и энергоэффективные технологии- основа энергетической безопасности //Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика (АВОК). - 2006. - №. 4. - С. 4-7.

Размещено на Allbest.ru