Инновационные технологии увеличений энергетической эффективности в жилищных, социальных секторах теплоснабжения
СОРОКА О.А., СГТУ, г. Улан-Удэ
Науч. рук. канд. техн. наук, ст. преподаватель СТАРИНСКИЙ И.В.
В настоящее время энергосбережение – одна из самых важных задач. Это связано с дефицитом основных энергоресурсов, возрастающей стоимостью их добычи, а также с глобальными экологическими проблемами.
Энергосбережение – это рациональное энергоиспользование во всех звеньях преобразования энергии – от добычи первичных энергоресурсов до потребления всех видов энергии конечными пользователями[1].
В данный момент российские дома обладают низкой энергоэффективностью. Энергосберегающие технологии позволят решить сразу несколько задач: экономия энергоресурсов, решение многих проблем ЖКХ, снижение загрязнения окружающей среды, увеличение рентабельности предприятий. В стране расходуется около 40 % топливно-энергетических ресурсов для обеспечения тепла при различных климатических условиях России. Энергетическая оценка определяется долей потребленного тепла, замеренного на счетчике у потребителя, с учетом всех потерь от источника до потребителя, формула: η0= (η1*ε1)*х*(η2*ε2)*х*(η3*ε3)*х* (η4* ε4),[2]. Из этого следует, что коэффициент энергетической эффективности систем теплоснабжения при использовании интегрированных в здания автономных источников теплоты будет определяться по формуле: η0= (η1*ε1)*х*(η4*ε4),[2]. Таким образом, потери тепловой энергии у потребителя отсутствуют или существенно сокращаются.
Технологическая модернизация системы способна повысить энергетическую эффективность при энергосберегающих мероприятиях: 1) заменить физически и морально устаревшее технологическое оборудование на источнике с переходом на количественное регулирование выработки и отпуска тепла; 2) заменить изношенные и плохо изолированные магистральные и внутриквартирные тепловые сети на изолированные в заводских условиях трубы; 3) оборудовать абонентские вводы взамен элеваторных узлов автоматизированными погодозависимыми индивидуальными тепловыми пунктами (ИТП).
Использование этих инновационных энергосберегающих технологий позволяет повысить энергоэффективность системы до
0,84 х 0,94. 0,95 ≈0,75, [2]. Такими технологиями являются системы, при которых сокращаются до минимума промежуточные звенья между источником тепла и потребителем: на источниках установлены новое энергоэффективное, экологически чистое оборудование и автоматизированные системы качественного регулирования; диспетчерский контроль позволяет обеспечить сбалансированность выработанного и потребляемого тепла и свести до минимума технологические потери, повысить экономическую заинтересованность потребителя в энергосбережении.
Программа по снижению уровня потерь при потреблении тепла успешно осуществлена в Республике Татарстан. Благодаря программе они добились сокращения потребляемого природного газа на 40 %, убрали нагрузку на окружающую среду в 3 раза и повысили коэффициент энергетической эффективности системы с 0,5 до 0,92. Уменьшены также в 12 раз затраты населения на оплату услуг теплоснабжения.
1. Автоматизированные тепловые пункты и насосные станции позволяют поддерживать постоянное давление перед водоразборными устройствами и снижают до 25 % расход воды и до 50 % расход электроэнергии, [3].
2. Погодозависимые ИТП с насосами смешения с переменным числом оборотов и количественно-качественным регулированием вместо элеваторных узлов позволят:
- исключить влияние системы горячего водоснабжения на систему отопления и сезонные «перетопы», связанные с необходимостью обеспечения горячей водой;
- поддерживать температурный график во внутридомовой системе отопления в зависимости от погоды в режиме реального времени и исключить «перетопы» и «недотопы»;
- обеспечить надежность работы системы отопления от гидравлического режима в тепловой сети;
- снизить потери тепла на 15 %.
Квартирная система теплоснабжения надежнее, комфортнее и дешевле. Для многоэтажных жилых домов с настенными газовыми теплогенераторами с закрытой топкой такая система:
- полностью исключает потери тепла в тепловых сетях, на источнике и при распределении между потребителями;
- исключает дотацию и субсидии из бюджета всех уровней и снижает затраты на оплату используемого тепла;
- является наиболее эффективным механизмом энергосбережения в рыночных условиях;
- позволяет организовать индивидуальный учет и регулирование потребления тепла, в зависимости от экономических возможностей и физиологических потребностей. [4]
С принятием закона об энергосбережении и повышении энергетической эффективности расширились возможности для успешной реализации. Как показывает опыт Татарстана, необходимо разработать технические, экономические акты использования природного газа в быту. Гарантировано снижение затрат и повышение комфортности и надежности теплоснабжения. Предлагаю в рамках реализации закона создать экспериментальные районы, для которых разработать такие инвестиционные программы. В Республике Бурятия в 113-114 кварталах внедрить программу по разработке энергосберегающих технологий, оборудования и материалов на предприятиях, жилищном и социальном секторе. Программа будет рассчитана на период до 2020 года и открытый конкурс на её разработку уже объявлен. Это позволит ликвидировать существующую «черную дыру», куда утекают средства всех бюджетов, направляемых на дотацию и реформирование ЖКХ.
Литература
1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%BE%D1%81%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
2. Сетюков В.Б. Здания с нулевым потреблением энергий извне, как составляющая в перспективе развития возобновляемой энергий» /
В.Б. Сетюков // Интегрированные технологии и энергосбережение. – 2014,
№ 2. – с.3-11.
3. Андреас Люке. Европейский рынок отопительного оборудования – ориентация на высокоэффективные технологии и возобновляемые источники энергии»// «Энергосбережение», 2007, № 4, – стр. 57-59.
4. Карл Гертис. Здания в 21 веке – здания с нулевым потреблением энергий // Энергосбережение». – 2007. – № 3. – стр. 34-36.
УДК 658.264:697.3
АНАЛИЗ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ КАЗАНСКОГО (ПРИВОЛЖСКОГО) ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА
ТАТАРЧЕНКОВ А.В., ШАРАФЕТДИНОВ Ф.Ф., МОРЯШОВ А.А.,
КГЭУ, г. Казань
Науч. рук. д-р техн. наук, профессор МУТРИСКОВ А.Я.
Тепловые сети от современных ТЭЦ и мощных котельных представляют собой сложные протяженные и разветвленные гидравлические системы, содержащие протяженные трубопроводы разного диаметра, большое число насосов, емкостей и других устройств, необходимых для передачи тепловой энергии с помощью теплоносителя – сетевой воды или пара от источников теплоты потребителям.
Многолетний опыт развития теплофикации и централизованного теплоснабжения в России, а также опыт других стран, где широко используются системы централизованного теплоснабжения, показывает, что существуют две основные причины нарушений при централизованном теплоснабжении: повреждение теплопроводов и внезапная потеря значительной мощности источников теплоты.
Для того чтобы расставить приоритеты и составить грамотный план модернизации системы теплоснабжения, в первую очередь требуется провести анализ системы теплоснабжения. Он позволяет определить источники и причины потерь и нерационального использования тепловой энергии.
Все расчеты при анализе системы теплоснабжения КФУ произведены на температурный график 115°-70 °С со срезкой на
105°-70 °С. Расчетная температура самой холодной пятидневки г. Казани –32°С (СНиП 23-01-99* «Строительная климатология»). Для покрытия тепловых потерь комплекса зданий КФУ при –32 °С требуется 12,927600 ккал/час, количество воды 287,28 т/час. Причем количество воды (т/час) остается всегда постоянное, а количество тепла (ккал/час) меняется, исходя из температуры наружного воздуха.
Гидравлический расчет наружной тепловой сети выявил, что наибольшие потери давления в тепловой сети происходят в направлении от котельной до теплового узла культурного центра «Уникс». Потери напора по двум трубам составляют 14,4 м вод. ст. Чуть меньше потери в направлении от котельной до 2-го учебного корпуса, они составят по двум трубам 10,5 м вод ст. На других направлениях гидравлические потери давления еще меньше. В целом потери напора в тепловой сети незначительные. Перекладка тепловых сетей на больший диаметр нигде не требуется.
При составлении гидравлического режима тепловой сети определяющим принято направление от котельной до теплового узла культурного центра «Уникс». В результате анализа гидравлического режима выявлено, что для нормальной работы самого худшего по гидравлическим показателям культурного центра «Уникс» располагаемый напор на выходе из котельной должен быть 28 м вод. ст. На подающем трубопроводе должно быть 58 м вод. ст., на обратном трубопроводе
30 м вод. ст. Данный гидравлический напор обеспечивает безопасную, устойчивую, но не экономичную работу всех внутренних систем теплопотребления учебных, административных и общественных зданий КФУ. В некоторых зданиях во время пусконаладочных работ потребуется внутренняя регулировка. С учетом перспективы для котельной КФУ подойдет сетевой насос производительностью 350 м3/час и напором 50-55 м вод. ст. Сетевой насос с данными характеристиками будет работать в самом экономичном режиме.
Тепловая мощность котельной составляет: 11,55 Гкал/час. Максимальный требуемый расход теплоты при –32 °С составляет 13,0 Гкал/час. Нехватка тепловой мощности составляет 1,5 Гкал/час, а с учетом перспективы энергетическую мощность котельной требуется увеличить примерно на 5-6 Гкал/час. Два котла ДКВР 6,5-13 в сумме дают: 7,55 Гкал/час. Этой тепловой мощности хватит до температуры наружного воздуха –11 °С. С температуры наружного воздуха –14 °С для покрытия возросших тепловых потерь в зданиях требуется подключать 3-й котел КВНМ-4-65.
УДК 621.382.2/3