Впровадження інноваційних технологій у системи теплопостачання військових містечок для підвищення їх ефективності та надійності

Джерело: kW MEDIUM turnkey grid solar power plant (1 phase)

Для встановлення геотермальних систем необхідно викопати спеціальні свердловини на значну глибину, де температура ґрунту стабільна протягом року. Теплообмінники зазвичай розміщуються у цих свердловинах для забезпечення ефективного обміну тепла між землею та системою теплопостачання.

Застосування сонячних панелей та геотермальних систем дозволить зменшити залежність від традиційних джерел палива, таких як вугілля або природний газ, та знизити викиди CO2 в атмосферу. Ці технології відображають сучасні тенденції в енергетичній ефективності та дозволяють забезпечити стале та екологічно чисте теплопостачання для військових містечок.

Для проведення прорахунку встановлення геотермальної системи теплопостачання військового містечка потрібно врахувати наступні параметри:

- Теплові потреби містечка: середній обсяг теплової енергії, яка потрібна для опалення та гарячого водопостачання всіх приміщень у військовому містечку.

- Глибина та діаметр свердловин: ці параметри визначаються глибиною, на якій можна отримати стабільний доступ до теплової енергії з глибини землі.

- Тепловий коефіцієнт витягування: величина, яка вказує, який обсяг тепла можна отримати з кожного метра глибини свердловини.

- Потужність теплового насосу або теплообмінника: визначається потребою в тепловій енергії та параметрами геотермальної системи.

- Бюджет на встановлення та експлуатацію: вартість свердловин, теплообмінників, насосів та інших компонентів геотермальної системи, а також витрати на її експлуатацію.

Приклад прорахунку: припустимо, що середні теплові потреби військового містечка складають 200 квт. За допомогою консультацій з геологами та інженерами, ми визначили, що оптимальна глибина свердловин для отримання тепла становить 150 метрів, а діаметр - 200 мм.

Тепловий коефіцієнт витягування визначений як 40 Вт/м, що означає, що кожний метр свердловини може видобувати 40 Вт тепла.

Потужність теплового насосу або теплообмінника розраховується відповідно до потреб в тепловій енергії та ефективності обладнання.

Знаючи вищезазначені параметри, можна розрахувати загальну вартість встановлення та експлуатації геотермальної системи, включаючи витрати на свердловини, теплообмінники, насоси та інші компоненти.

Прорахунок встановлення геотермальної системи теплопостачання військового містечка передбачає збалансоване врахування всіх вищезазначених параметрів для забезпечення ефективності та економічності системи (Dolinskyi, Obodovych, 2016).

Принцип роботи теплового насосу зображено на рис. 2 (How a heat pump works / Reneco).

Рисунок 2 - Принцип роботи теплового насосу Джерело: How a heat pump works / Reneco

Застосування сучасних систем автоматизації та моніторингу є ключовим для оптимізації та підвищення ефективності систем теплопостачання військових містечок. Такі системи дозволяють виявляти потенційні проблеми, управляти режимами роботи обладнання та забезпечувати оперативне реагування на виниклі несправності. Перевагами застосування сучасних систем автоматизації та моніторингу в контексті систем теплопостачання військових містечок є наступні:

- Автоматизація та контроль параметрів системи: сучасні системи автоматизації дозволяють контролювати параметри систем теплопостачання в реальному часі. Це включає моніторинг температури, тиску, рівня роботи обладнання та інших важливих параметрів. Автоматизовані системи можуть регулювати роботу котлів, насосів та іншого обладнання для забезпечення оптимальних умов.

- Виявлення несправностей: системи моніторингу можуть виявляти потенційні проблеми в роботі обладнання та інфраструктури теплопостачання шляхом аналізу даних та виявлення аномалій. Це дозволяє оперативно реагувати на несправності та усувати їх до того, як вони спричинять серйозні проблеми.

- Оптимізація роботи системи: за допомогою даних, зібраних системами

моніторингу, можна проводити аналіз ефективності та енергоефективності систем теплопостачання. На основі цього аналізу можна впроваджувати оптимальні режими роботи, що дозволяє зменшити споживання енергії та знизити витрати на експлуатацію.

- Дистанційне керування: системи автоматизації можуть бути налаштовані на дистанційне керування та моніторинг, що дозволяє оперативно реагувати на зміни у роботі системи теплопостачання навіть з віддаленої локації. Це особливо корисно у випадку виникнення аварійних ситуацій або несподіваних змін у показниках системи.

Існує багато різних систем автоматизації та моніторингу, які можуть бути використані для оптимізації систем теплопостачання військових містечок. Наприклад:

- Системи SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - це системи, які використовуються для збору даних про промислові процеси та керування ними. Вони можуть бути використані для моніторингу роботи котлів, насосів, систем теплового обміну та іншого обладнання системи теплопостачання. SCADA дозволяє віддалено контролювати та керувати системою через комп'ютери або мобільні пристрої.

- Системи Інтернету Речей (IoT) - використовують датчики та зв'язане обладнання для збору даних про різні аспекти роботи системи теплопостачання. Ці дані потім можуть бути використані для моніторингу та аналізу роботи системи, виявлення несправностей та оптимізації її роботи.

- Системи енергетичного менеджменту - це системи, які використовуються для моніторингу та управління енергетичними процесами. Вони можуть бути використані для виявлення неефективного використання енергії, виявлення потенційних проблем та забезпечення оптимального використання енергії в системі теплопостачання (Derevyanko аnd etc., 2021).

Тож, розробка та впровадження стратегії енергозбереження та підвищення ефективності системи теплопостачання військових містечок є важливим завданням у забезпеченні енергетичної стійкості та економічної ефективності військової інфраструктури. Для досягнення цієї мети важливо врахувати специфіку військового містечка та його інфраструктурного комплексу. Військові будівлі та споруди, включаючи казармений фонд та приміщення військових частин, є основними об'єктами системи теплопостачання. Це означає, що енергоефективність цих об'єктів має велике значення для загальної ефективності системи.

Першим кроком у покращенні енергоефективності військового містечка є аналіз існуючих інженерних мереж та фондів. Це дозволить виявити слабкі місця та потенційні напрямки оптимізації. Наприклад, використання теплових мереж, їх розбудова та модернізація може допомогти зменшити втрати теплової енергії, що виникають під час транспортування тепла від джерела до споживачів.

Для керівництва цим процесом і забезпечення координації робіт відповідальний командир військової частини, який відповідає за ефективне використання енергоресурсів та теплопостачання в містечку. Важливо також залучити спеціалістів з енергетики для розробки та впровадження планів енергозбереження та модернізації (On the approval of the Regulation on the organization of housing and operational support of the Armed Forces of Ukraine: Order of the Ministry of Defense of Ukraine).

Застосування сучасних технологій управління та моніторингу дозволить постійно контролювати роботу системи теплопостачання, виявляти можливі несправності та швидко реагувати на них. Такі системи також сприятимуть збільшенню енергоефективності та зменшенню втрат теплової енергії (Derevyanko аnd etc., 2022).

Дотримання безпеки та надійності системи опалення є критично важливим у контексті військового містечка, де забезпечення комфорту та безпеки військовослужбовців та їх сімей є пріоритетом. У зв'язку з цим всі нові елементи та модифікації системи теплопостачання повинні відповідати вимогам безпеки та надійності, а також враховувати специфіку військового середовища.

Одним з основних аспектів гарантування безпеки є дотримання встановлених стандартів та нормативів щодо експлуатації та обслуговування систем опалення. Це включає в себе ретельну перевірку та регулярне технічне обслуговування обладнання, а також дотримання правил пожежної безпеки та заходів безпеки праці під час монтажу та експлуатації.

Однією з ключових складових безпеки є відповідність усіх елементів системи опалення вимогам безпеки та надійності. Це означає, що всі нові елементи, будь-то котли, насоси, трубопроводи або інше обладнання, повинні відповідати встановленим стандартам якості та безпеки, а також мати необхідні сертифікати та документацію.

Отже, забезпечення безпеки та надійності системи опалення військового містечка є важливим завданням, яке потребує ретельного планування, виконання та контролю, з врахуванням усіх особливостей військового середовища (Topchiy, 2020).

Обговорення