К.т.н. П.В. Ротаў, намеснік галоўнага інжынера,
УМУП «Гарадскі теплосервис», г. Ульянаўск
Характэрнай асаблівасцю айчынных сістэм гарачага водазабеспячэння з'яўляецца моцна выяўленая цыркуляцыйная складнік. Цыркуляцыя вады ў сістэмах гарачага водазабеспячэння (ГВС) прызначана для кампенсацыі цеплавых страт пры адсутнасці водоразбора [1]. Аднак дадзеныя па цеплавых страт ць унутрыдамавых сістэмах гарачага водазабеспячэння практычна заўсёды адсутнічаюць у праектнай або эксплуатацыйнай дакументацыі теплопотребляющих сістэм. Без гэтых дадзеных складана вырабляць рэжымна-наладачныя мерапрыемствы ў сістэмах гарачага водазабеспячэння. Таму цеплавыя страты ў трубаправодах сістэм гарачага водазабеспячэння, як правіла, вызначаюць у долях ад расходу вады. Паводле [2, 3] нарматыўныя значэння цыркуляцыйнага расходу прадугледжаны ў памеры 10% ад разліковага расходу вады, вызначанага для неотопительного перыяду. У [4] страты цеплыні трубаправодамі сістэм гарачага водазабеспячэння ўлічваюцца прыбыткам долі сярэдняга за ацяпляльны перыяд расходу вады ў сістэме ГВС. Пры гэтым каэфіцыент, які ўлічвае страты трубаправодамі, залежыць ад канструктыўных асаблівасцяў і наяўнасці ізаляцыі трубаправодаў, змяняецца ад 0,15 да 0,35. Для шырока распаўсюджаных у айчынным цеплазабеспячэнні сістэм гарачага водазабеспячэння з неізаляваныя стаякі і полотенцесушителями дадатковы каэфіцыент роўны 0,35.
У сучаснай заканадаўчай і нарматыўна-тэхнічнай літаратуры, якая рэгламентуе эксплуатацыю сістэм гарачага водазабеспячэння, існуе шэраг супярэчнасцяў, якія ўплываюць на эканамічнасць работы сістэм гарачага водазабеспячэння. Так, згодна з патрабаваннямі [1, 5] ў сістэмах ГВС тэмпература вады можа змяняцца ў значных межах: 50-75 АС у зачыненых сістэмах, 60-75 АС у адкрытых сістэмах. Нарматыўны дакумент [6] загадвае вытрымліваць тэмпературу гарачай вады ў сістэмах гарачага водазабеспячэння дашкольных арганізацый не ніжэй за 65 АС. Згодна з патрабаваннямі [7, 8] тэмпература гарачай вады павінна вытрымлівацца ў межах 60-75 АС незалежна ад прымяняецца сістэмы гарачага водазабеспячэння. Паводле [8] дапускаецца адхіленне тэмпературы вады ў кропцы водоразбора ў начны час (з 23:00 да 06:00) не больш чым на 5 АС; у дзённы час (з 06:00 да 23:00) не больш чым на 3 АС.
Супярэчнасці ў заканадаўчай і нарматыўнай літаратуры [5, 6, 7, 8] складаюцца ў тым, што ў будынках, падлучаных да адной цэнтралізаванай сістэме цеплазабеспячэння, павінны падтрымлівацца розныя тэмпературы ў сістэме ГВС. Акрамя таго, у разліках тарыфу на гарачую ваду, як правіла, ужываюць значэння тэмператур, якія адпавядаюць ніжнім нарматыўнаму ўзроўню, г.зн. спажыўцы не аплачваюць залішнюю цеплавую энергію, якая паступае ў сістэму ГВС пры падвышанай тэмпературы вады. Асабліва востра гэтая праблема стаіць у сістэмах, не абсталяваных прыборамі камерцыйнага уліку [9-11].
Супрацоўнікамі навукова-даследчай лабараторыі «цеплаэнергетычных сістэмы і ўстаноўкі» УлГТУ сумесна са спецыялістамі камунальных прадпрыемстваў праведзена абследаванне сістэм гарачага водазабеспячэння жылых дамоў г. Ульянаўска ў ацяпляльным сезоне 2011-2012 гг. У выніку абследавання ўстаноўлена, што рэальнае значэнне цыркуляцыйнага расходу істотна перавышае разліковыя значэння. У табл. 1 прыведзены сярэднія за ацяпляльны перыяд выдаткі ў сістэмах гарачага водазабеспячэння шэрагу жылых дамоў.
Выдатак вады ў цыркуляцыйных трубаправодах сістэм гарачага водазабеспячэння жылых дамоў G4 складае 40-90% ад расходу ў які падае трубаправодзе G3 і 70-500% ад расходу вады на гарачае водазабеспячэнне Gf.
У табл. 2 прыведзены сярэднегадзіннага тэмпературы вады і выдаткі цеплавой энергіі ў сістэмах гарачага водазабеспячэння шэрагу жылых дамоў г. Ульянаўска, падлучаных да цеплавых сетак па адкрытай схеме. Дадзеныя ў табл. 2 усярэдненыя за 7 месяцаў ацяпляльнага сезона 2011-2012 гг.
З табл. 2 вынікае, што ў сістэмах ГВС практычна ўсіх абследаваных жылых дамоў, сярэднегадзіннага тэмпература вады перавышае ніжні нарматыўны ўзровень на 2-6 АС. З улікам які дапускаецца адхіленні 3 АС у дзённы час і 5 АС ў начны [10], тэмпература ў сістэмах ГВС перавышае нарматыўны ўзровень на 5-9 АС у дзённы час і на 7-11 АС - у начное. З табл. 2 таксама вынікае, што страты цеплыні пры цыркуляцыі гарачай вады складаюць 40-70% ад усяго цепласпажывання ў сістэме гарачага водазабеспячэння. Рэжым працы сістэм гарачага водазабеспячэння адрозніваецца істотнай гадзінны і сутачнай нераўнамернасцю. Ўстаноўка на цыркуляцыйных трубаправодах дросельных шайбаў з пастаянным адтулінай не дазваляе ў поўнай меры ўлічыць змены спажывання ГВС. У выніку тэмпература вады ў цыркуляцыйных трубаправодах сістэм ГВС перавышае тэмпературу вады ў зваротных трубаправодах сістэм ацяплення, што прыводзіць да павышэння тэмпературы вады ў зваротных трубаправодах цеплавых сетак і, як следства, да зніжэння эканамічнай эфектыўнасці цеплафікацыйных сістэм. На цыркуляцыйных лініях сістэм ГВС ўсіх дамоў у перыяд правядзення абследавання былі ўсталяваныя шайбы, дыяметры якіх прыведзены ў табл. 1.
На наш погляд у сістэмах ГВС неабходна ўжываць тэхналогіі рэгулявання, якія дазваляюць ўлічыць нераўнамернасць рэжымаў іх працы. Адной з такіх тэхналогій з'яўляецца тэхналогія падтрыманні тэмпературы гарачай вады паблізу ніжняй мяжы ў перыяд мінімальнага водоразбора, што дазваляе дамагчыся значнай эканоміі цеплыні.
У цяперашні час існуе вялікая намэнклятура прыбораў, якія дазваляюць ажыццяўляць аптымізацыю цеплазабеспячэння ў адпаведнасці з графікамі цепласпажывання. Выбар тыпу прыбора і схемы яго ўключэння павінен быць абумоўлены неабходнасцю вырашэння розных задач пры рэгуляванні параметраў цепланосбіта.
Са снежня 2006 года ў сістэме цеплазабеспячэння г. Ульянаўска прымяняюцца тэхналогіі рэгулявання параметраў гарачага водазабеспячэння. Рэгуляванне ажыццяўляецца на аснове праграмуемых кантролераў з функцыяй рэальнага часу, якія дазваляюць праграмаваць змена тэмпературы вады ў сістэме гарачага водазабеспячэння ў адпаведнасці з фактычным водаспажывання. Першапачаткова рэгуляванне ўжывалася ў закрытых сістэмах ГВС, што абумоўлена вялікім дыяпазонам нарміруемай тэмпературы ГВС.
На мал. 1 паказана схема ўключэння кантролера ў структуру цэнтральнага цеплавога пункта (ЦТП). Імпульс ад датчыка тэмпературы 8 паступае ў кантролер 6, дзе фармуецца кіраўнік сігнал для электрапрывада рэгулятара 7.
Першапачаткова настройка рэгулятара была выканана такім чынам, што з 0:00 да 19:00 тэмпература ГВС на выхадзе з ЦТП падтрымлівалася 55 АС, а з 19:00 да 0:00 - 58 АС. Затым, пры нязменнай працягласці перыядаў рэгулявання, тэмпературы былі змененыя адпаведна на 54 АС і 60 АС. Такая налада тлумачыцца неабходнасцю падтрымання падвышанай тэмпературы ГВС у пікавы перыяд.
Аналіз працы прыбора і параўнанне параметраў працы ЦТП за снежань 2006 г. студзень і люты 2007 г. паказалі, што сумарны расход цепланосбіта праз ЦТП знізіўся на 4264,4 т (152 т у суткі) у студзені і на 5847,9 (244 т у суткі) у лютым (лінія 1 на мал. 2). З прычыны паніжэння расходу істотна зменшылася цепласпажыванне ЦТП. Так, у студзені цепласпажыванне знізілася на 85,3 Гкал (3 Гкал у суткі), што склала 2,5% ад цепласпажывання у снежні 2006 г. Павелічэнне цепласпажывання ў лютым абумоўлена павышэннем тэмпературы сеткавай вады ў якая падае магістралі: сярэдняя рознасць тэмператур паміж якія падаюць і зваротным трубаправодамі склала 33,1 АС. Можна з поўнай упэўненасцю сцвярджаць, што пры адсутнасці рэгулявання на ЦТП цепласпажыванне ў лютым істотна перавысіла б фактычнае. Дадзеныя параўнальнага аналізу прыведзены ў табл. 3.
Табліца 3. Тэхніка-эканамічныя паказчыкі работы цеплавога пункта.
Найменне Снежань 2006 г. Студзень 2007 г. Люты 2007 г. цепласпажывання, Гкал 3412,2 3326,9 4025,3 Сумарны расход цепланосбіта ў які падае тубопроводе, т 127352,97 123088,6 121505,1 Сярэдняя тэмпература ў які падае трубаправодзе, ° С 72,01 71,82 80,9 Сярэдняя тэмпература ў зваротным трубаправодзе, ° С 45,22 44,79 47,8 Сярэдняя тэмпература вонкавага паветра, ° С -2,3 -2,2 -14,3
Большае зніжэнне расходу цепланосбіта ў лютым абумоўлена зменай рэжыму рэгулявання тэмпературы ГВС. У лютым у перыяд мінімальнага водоразбора тэмпература ГВС падтрымлівалася на больш нізкім узроўні, чым у студзені. На мал. 3 паказана дынаміка змены тэмпературы вады, якая падаецца на ГВС, по часам сутак. На графіцы выразна прасочваюцца перыяды змены тэмпературы ў адпаведнасці з зададзенай праграмай.
На мал. 4 і 5 прыведзена параўнанне параметраў працы ЦТП з 0:00 да 13:00 29.01.07 г. і з 0:00 да 13:00 30.01.07 г. У перыяд з 0:00 па 13:00 29.01.07 г. тэмпература на выхадзе з ЦТП падтрымлівалася 54 АС, у перыяд з 0:00 да 13:00 30.01.07 г. - 60 АС. Аналіз сутачных параметраў ЦТП за гэты час паказаў: гадзінны расход цепланосбіта павялічыўся на 1-2%; гадзіннае цепласпажыванне ЦТП павялічылася на 5-6%; выдатак цеплыні з ГВС павялічыўся на 8-10%. Параўнанне рэжымаў працы ЦТП за 29-30.01.07 г. з'яўляецца дадатковым пацвярджэннем эфектыўнасці вырабленай аптымізацыі рэжыму працы сістэмы ГВС.
Роўнасць сярэдніх тэмператур вонкавага паветра ў снежні 2006 г. і студзенi 2007 г. дазваляе правесці тэхніка-эканамічнае параўнанне паказчыкаў работы ЦТП ў гэтыя месяцы і зрабіць выснову аб тым, што зніжэнне расходу цепланосбіта праз ЦТП ў студзені абумоўлена толькі аптымізацыяй рэжыму працы сістэмы ГВС.
Тэхніка-эканамічныя разлікі паказваюць, што ў студзені 2007 г. за кошт аптымізацыі рэжыму цепласпажывання было зэканомлена 43503 руб. пры тарыфе 510 руб. / Гкал. Кошт прыбора і мантажных работ склалі 15000 руб. Такім чынам, выдаткі на куплю і мантаж кантролера акупіліся менш чым за месяц. Чыстая эканомія ад ўстаноўкі прыбора склала 28503 руб.
На прыкладзе аднаго ЦТП паказана эфектыўнасць энергазберажэння ад укаранення простага, малавыдаткавага і праекты, якія хутка тэхнічнага рашэння.
У структуру сістэмы цеплазабеспячэння г. Ульянаўска ўваходзіць больш за 100 цэнтральных цеплавых пунктаў. Па выніках гэтага пілотнага праекта было рэкамендавана ў сістэме цеплазабеспячэння г. Ульянаўска ўкараняць тэхналогіі рэгулявання тэмпературы ГВС з улікам гадзінны і сутачнай нераўнамернасці спажывання ГВС. У цяперашні час у сістэме цеплазабеспячэння г. Ульянаўска такое рэгуляванне ажыццяўляецца на 25 ЦТП з разліковай максімальнай цеплавой нагрузкай ГВС роўнай 171 Гкал / ч (разліковы сярэднегадзіннага нагрузка ГВС 85,5 Гкал / ч). Штогадовая эканомія цеплавой энергіі на гэтых ЦТП за кошт начнога паніжэння тэмпературы ГВС складае больш за 3,96 млн рублёў. пры сярэднеўзважаны тарыф на куплю цеплавой энергіі ў памеры 1100 руб. / Гкал (з улікам ПДВ). Эканомія вызначалася з умовы штодзённага 6-гадзіннага паніжэння параметраў. Пры гэтым выдаткі на прывад рэгулятараў тэмпературы, харчаванне датчыкаў тэмпературы і кантралёры складаюць не больш за 105 кВт.гадз у год, коштам не больш за 500 руб.
Рэалізацыя падобнага тэхнічнага рашэння на кожным ЦТП дазволіць дамагчыся істотнай эканоміі паліўна-энергетычных рэсурсаў, зніжэння сабекошту вытворчасці і транспарту цеплыні і, як следства, зніжэння тарыфаў для насельніцтва.
1. Праведзены аналіз рэжымаў працы сістэм гарачага водазабеспячэння жылых дамоў г. Ульянаўска. У выніку абследавання вызначана, што ў сістэмах гарачага водазабеспячэння адбываецца істотны перарасход цеплавой энергіі і цепланосбіта, абумоўлены нерэгулюемай цыркуляцыяй цепланосбіта і адсутнасцю рэгулявання тэмпературы гарачай вады ў перыяды мінімальнага водоразбора.
2. З 2006 г у сістэме цеплазабеспячэння г. Ульянаўска рэалізуецца аўтаматычнае рэгуляванне тэмпературы гарачай вады з нарматыўным паніжэннем тэмпературы ў перыяды мінімальнага водоразбора. Абследаванне рэжымаў працы ЦТП паказала, што за кошт аўтаматычнага паніжэння тэмпературы ГВС ў перыяды мінімальнага водоразбора цепласпажыванне сістэмы гарачага водазабеспячэння зніжаецца больш чым на 2,5%.
3. У перыяд з 2006 па 2012 гг. аўтаматычнае паніжэнне тэмпературы ГВС ў перыяды мінімальнага водоразбора рэалізавана на 25-ці ЦТП ў сістэме цеплазабеспячэння г Ульянаўска. Разліковая гадавая эканомія цеплавой энергіі на гэтых ЦТП за кошт начнога паніжэння тэмпературы ГВС складае больш за 3,96 млн рублёў. пры сярэднеўзважаны тарыф на куплю цеплавой энергіі ў памеры 1100 руб. / Гкал (з улікам ПДВ).
літаратура
1. Будаўнічыя нормы і правілы. БНіП 2.04.01-85. Унутраны вадаправод і каналізацыя будынкаў. М .: ЦИТП Дзяржбуда СССР 1986.
2. Будаўнічыя нормы і правілы. БНіП 2.04.07-86. Цеплавыя сеткі. М .: ЦИТП Дзяржбуда СССР, 1988. - 50 с.
3. Будаўнічыя нормы і правілы. БНіП 2.04.07-86 *. цеплавыя сеткі . М .: Минстрой Расіі, 1994. - 46 с.
4. Звод правілаў па праектаванні і будаўніцтву. СП 41-101-95. Праектаванне цеплавых пунктаў / Минстрой Расіі. - М .: І. ць ГУП ЦПП, 2003. - 78 с.
5. Аб парадку прадастаўлення камунальных паслуг грамадзянам. Пастанова Урада Расійскай Федэрацыі ад 23.05.2006 г. № 307 // Расійская газета, 2006. - № 115. - 01.06.2006.
6. Аб зацвярджэнні СанПіН 2.4.1.2660-10 «Санітарна-эпідэміялагічныя патрабаванні да ўладкавання, зместу і арганізацыі рэжыму працы ў дашкольных арганізацыях». Пастанова Галоўнага дзяржаўнага санітарнага ўрача Расійскай Федэрацыі ад 22.07.2010 г. № 91 // Расійская газета, 2010. - № 5280. - 08.09.2010.
7. Аб зацвярджэнні СанПіН 2.1.4.2496-09. Пастанова Галоўнага дзяржаўнага санітарнага ўрача Расійскай Федэрацыі ад 07.04.2009 г. № 20 // Расійская газета, 2009. - № 4916. - 22.05.2009.
8. Аб прадастаўленні камунальных паслуг уласнікам і карыстальнікам памяшканняў у шматкватэрных дамах і жылых дамоў. Пастанова Урада Расійскай Федэрацыі ад 06.05.2011 г. № 354 // Расійская газета, 2006. - №116. - 01.06.2011.
9. Ротаў П.В., Ягораў В.М., Сідарава Л.Ю. Пра неабходнасць прыборнага ўліку ў сістэмах гарачага водазабеспячэння // Сантэхніка, ацяпленне, кандыцыянаванне.
2007. № 1. С. 12-13.
10. Ротаў П.В., Ягораў В.М. Ўлік вады на гарачае водазабеспячэнне - найважнейшы фактар энергазберажэння ў жыллёва-камунальнай гаспадарцы / П.У. Ротаў, В.М. Ягораў // Матэрыялы Пятай Расійскай навукова-тэхнічнай канферэнцыі «Энергазберажэнне у гарадской гаспадарцы, энергетыкі і прамысловасці». - Ульянаўск: УлГТУ, 2006. Т. 2. С. 66-70.
11. Ротаў П.В., Ягораў В.М. Прыборны ўлік у сістэме ЖКГ на прыкладзе г. Ульянаўска. // Будаўнічая інжынерыя. 2006. - № 5. С.
