Особенности учета тепловой энергии в современных системах централизованного теплоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности учета тепловой энергии в современных системах централизованного теплоснабжения

Минькович Марина Евгеньевна

Басс Максим Станиславович

Батухтин Андрей Геннадьевич

Аннотация

В статье дана оценка существующих способов учета тепловой энергии, основанные как на расчетном методе с использованием нормативных показателей, так и на получении фактических данных с приборов учета установленных у потребителя. Предложен способ повышения достоверности расчетного метода. энергия тепловой потребитель

Ключевые слова: теплопотребление, учет, удельная тепловая характеристика, энергосбережение, эффективность.

На сегодняшний день, при предъявлении жителям многоквартирных домов величины потребленных энергетических ресурсов, включающих количество тепловой энергии на нужды отопления и горячего водоснабжения (ГВС), ресурсоснабжающая организация руководствуется Постановлением правительства РФ от 23 мая 2006 г. №306 [15], где установлены нормативные значение потребления энергоресурсов.

Данные значения рассчитываются на основе удельных тепловых характеристик в зависимости от этажности зданий и года постройки, с учетом того, что все дома имеют примерно одинаковые теплозащитные свойства. Однако практика показывает, что дома одного типа и года постройки имеют различные значения удельной тепловой характеристики.

Полученные таким образом нормативы в условиях реальной эксплуатации, могут иметь значительные отклонения от фактического потребления тепловой энергии [2-4,7,13]. Для отопительной нагрузки отклонение обусловлено изменившимися требованиями к тепловой защите зданий, а также меняющимися в процессе эксплуатации сопротивлениями теплопередачи через окна, двери, чердачные перекрытия и ограждающие конструкции, за счет замены некоторых перечисленных элементов здания более современными аналогами с повышенными теплозащитными свойствами. В настоящее время, значительную роль в процессе изменения фактических значений теплопотребления играет внедрение энергосберегающих мероприятий, таких как вентилируемые фасады для ограждающих конструкций и т.п. [9]

Незнание фактического количества потребленной тепловой энергии приводит к некорректному распределению энергоресурсов между жилыми объектами с последующей корректировкой, которая осуществляется исходя из жалоб потребителей на снижение температуры воздуха в помещениях. Вследствие этого возникает дополнительная разбалансировка системы, и становится практически невозможно установить оптимальный режим теплоснабжения. [1]

К тому же значительное отклонение реальных удельных показателей от нормативных оказывает негативное влияние на расчеты технико-экономических показателей современных проектов направленных на энергосбережение [17] и некорректному подбору мощности оборудования в перспективных разработках, таких как универсальные системы компенсации нагрузки ГВС и т.д. [6,8,10,12]

С целью исключения данной проблемы и уменьшения объема используемых энергетических ресурсов, а также для повышения энергетической эффективности введен Федеральный закон №261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности", который устанавливает безоговорочное требование по обеспечению учета тепловой энергии. [16]

Благодаря реализации программ по установке приборов учета появилась возможность точного определения фактического количества потребленной тепловой энергии абонентами согласно методике МДК 4-07.2004 [14] взамен Постановления №306, что также дает возможность корректного расчета удельных тепловых характеристик для энергоэффективных разработок и более эффективного распределения тепла между абонентами.

Однако обеспечение всех потребителей приборами учета это долгосрочное мероприятие, и для многих регионов характерно наличие большого количества абонентов, не оборудованных приборами учета [16], а, следовательно, имеющими неизвестное реальное значение теплопотребления, что в свою очередь не позволяет использовать методику МДК 4-07.2004.

Для повышения достоверности значений теплопотребления таких абонентов предлагается внести поправку в постановление №306, заменив нормативную удельную тепловую характеристику фактической удельной тепловой характеристикой, которая определяется экспериментально.

Фактическая удельная тепловая характеристика рассчитывается исходя из следующей зависимости:

где: Qоф - фактическое потребление тепловой энергии на нужды отопления, Гкал.;

S - общая площадь помещений, м 2;

tфвн - фактическая температура воздуха внутри жилого помещения, °С;

tрасчвн - расчетная температура воздуха внутри жилого помещения, °С;

tсрн - средняя температура наружного воздуха за период проведения замеров, °С;

tрасчн - расчетная температура наружного воздуха для проектирования системы отопления, °С;

nоф - фактическое количество суток периода замеров.

В случае если жилой дом не оборудован общедомовым прибором учета, фактическое потребление тепловой энергии определяется экспериментальным путем за период не менее 24 часов, то есть:

1) Для определения расхода сетевой воды на нужды отопления и ГВС, необходимо установить портативные накладные расходомеры в количестве 3-х штук (на подающем трубопроводе; на обратном трубопроводе; на трубопроводе ГВС после подогревателя).

2) Для определения фактической температуры теплоносителя и ГВС, необходимо установить накладные термодатчики (термометры сопротивления) в количестве 3-х штук (на подающем трубопроводе; на обратном трубопроводе; на трубопроводе ГВС после подогревателя).

3) Для определения количества тепловой энергии, израсходованной на нужды отопления жилого объекта Qоф, необходимо из общего теплопотребления вычесть расход тепловой энергии на нужды ГВС, определяемые исходя из данных о расходах и температурах сетевой воды.

К тому же, для определения фактической температуры внутри жилого помещения, необходимо произвести замеры температуры в жилых комнатах не менее чем в четырех квартирах (2-х угловых с разных торцов дома, 2-х квартир в середине, желательно на 2-м и 4-м этажах 5-ти этажного дома, на 3-м и 7-м 10-ти и более этажного дома), затем найти среднюю величину между полученными значениями температур и принять ее к расчетам как температуру воздуха внутри жилого помещения.

При этом важно отметить, что средняя температура наружного воздуха принимается за период времени, который смещен относительно периода замеров параметров теплоносителя и температуры внутреннего воздуха на 6-8 часов, чтобы нивелировать тепловую инерцию здания. [5,11]

Таким образом, экспериментальные замеры позволят скорректировать нормативные значения удельных тепловых характеристик и повысить достоверность значений теплопотребления для зданий, не оборудованных приборами учета.

Список литературы

1. Барановская М.Г. Перспективы расширения тепловых сетей г. Читы. Эффективный радиус теплоснабжения / М.Г. Барановская, А.А. Дружинина, А.Г. Батухтин, М.В. Кобылкин // Энергетика в современном мире сб. ст. VII Международная заоч. науч.-практич. конф.. под ред. Н.С. Кузнецовой. Чита, -2015. -С. 56-60.

2. Батухтин А.Г. Анализ методов повышения эффективности систем централизованного теплоснабжения / А.Г. Батухтин, В.В. Пинигин, М.В. Кобылкин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. -2012. -№ 154-2. -С. 45-51.

3. Батухтин А.Г. Методы повышения эффективности и увеличения располагаемой мощности систем централизованного теплоснабжения / А.Г. Батухтин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. -2010. -№1. -С. 189-192.

4. Батухтин А.Г. Методы повышения эффективности функционирования современных систем транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии / А.Г. Батухтин, М.С. Басс, С.Г. Батухтин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. -2009. -№2. -С. 199-202.

5. Батухтин А.Г. Модульная система компенсации нагрузки горячего водоснабжения. Моделирование процесса теплоснабжения / А.Г. Батухтин, М.В. Кобылкин // Кулагинские чтения: техника и технологии производственных процессов XV Международная научно-практическая конференция: сборник статей в 3 частях. Чита, -2015. -С. 28-32.

6. Батухтин А.Г. Применение водяных теплонасосных установок с неклассическим источником низкопотенциальной энергии для компенсации нагрузки горячего водоснабжения / А.Г. Батухтин, С.А. Иванов, М.В. Кобылкин // Промышленная энергетика. -2015. -№ 3. -С. 18-21.

7. Батухтин А.Г. Применение оптимизационных моделей функционирования систем теплоснабжения для снижения себестоимости тепловой энергии и увеличения располагаемой мощности станции / А.Г. Батухтин, В.В. Маккавеев // Промышленная энергетика. -2010. - №3. -С. 7-8.

8. Батухтин А.Г. Применение тепловых насосов для развития теплофикации / А.Г. Батухтин, М.В. Кобылкин, М.Г. Барановская // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. -2016. -№ 1 (238). -С. 28-36. DOI: 10.5862/JEST.238.3

9. Батухтин А.Г. Современные технологии энергосбережения в комплексе "ТЭС-потребитель" / А.Г. Батухтин, М.В. Кобылкин, С.Г. Батухтин, П.Г. Сафронов // Международный научно-исследовательский журнал. -2015. -№ 5-2 (36). -С. 20-23.

10. Батухтин А.Г. Тепловые насосы в российских системах отопления. Проблемы и перспективные решения / А.Г. Батухтин, М.В. Кобылкин // Nauka-Rastudent.ru. -2014. -№ 11 (11). -С. 42.

11. Батухтин А.Г. Энергоэффективная система теплоснабжения. Задачи и проблемы математического моделирования / А.Г. Батухтин, С.Г. Батухтин, М.В. Кобылкин, П.Г. Сафронов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. -2015. -№ 2. -С. 157-160.

12. Кобылкин М.В. Универсальная система компенсации нагрузки ГВС. Моделирование процесса теплоснабжения / М.В. Кобылкин, А.Г. Батухтин // Энергетика в современном мире сб. ст. VII Международная заоч. науч.-практич. конф.. под ред. Н.С. Кузнецовой. Чита, -2015. -С. 80-84.

13. Маккавеев В.В. О проблеме ненормативного отпуска теплоты потребителям / В.В. Маккавеев, С.А. Иванов, А.Г. Батухтин // Промышленная энергетика. -2010. -№ 7. -С. 12-14.

14. Методика распределения общедомового потребления тепловой энергии на отопление между индивидуальными потребителями на основе показаний квартирных приборов учета теплоты. МДК 4-07.2004 / ООО "Витерра Энергетический сервис", ЗАО "Данфосс". -М.: ФГУП ЦПП, 2004. -27с.

15. Постановление Правительства РФ от 23.05.2006 г. №306 "Об утверждении Правил установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг" // Собрание законодательства РФ, 2006. №22, ст.2338.

16. Шемелин З.И. Задачи и проблемы внедрения современных систем контроля работы общедомовых узлов учёта тепловой энергии в г. Чите / З.И. Шемелин, А.Г. Батухтин, С.Г. Батухтин, А.В. Калугин, М.В. Кобылкин // Инновационные технологии в технике и образовании VII Международная научно-практическая конференция: сб. ст.. отв. ред. М.И. Мелихова. Чита, -2015. -С. 249-252.

17. Batukhtin A.G. Energy saving measures for public office buildings / A. G. Batukhtin, M. V. Kobylkin, S. G. Batukhtin, P. G. Safronov // The Fifth International Conference on Eurasian scientific development. Vienna. -2015. -С. 115-118.

Размещено на Allbest.ru