Энергосбережение в ЖКХ - информационный бюллетень

Ежемесячный информационный бюллетень

Новый номер
Архив номеров
О бюллетене
Об издателе
Подписка
Купить бюллетень

Размещение рекламы

 

Теплоэнергетический мониторинг – инструмент объективной оценки новых технологий теплоснабжения

А. Л. Наумов, вице-президент НП «АВОК»,

зав. отделом ОАО «ЦНИИПромзданий»

Б. Ф. Реутов, руководитель отдела

энергосбережения Минпромнауки России

А. П. Абрамченко, национальный менеджер

проекта ПРООН RUS 96/G31

И. Н. Пыжов, директор АНО Русдем

В настоящее время во Владимире завершается масштабный проект по Программе Развития ООН – RUS 96/G31, одна из целей которого – оценка эффективности автономного теплоснабжения жилых зданий муниципального фонда. На первом этапе проекта было отобрано несколько эксплуатируемых зданий с невысокой надежностью теплоснабжения от централизованных источников (ЦТ). На трех из этих домов без отселения жителей были проведены работы по реконструкции систем теплоснабжения с заменой существующих систем на автономные источники теплоснабжения (АИТ).

Были запроектированы, смонтированы и сданы в эксплуатацию автономные источники теплоснабжения различных модификаций:

- крышная котельная (ул. Безыменского, д. 9В);

- пристроенная котельная (ул. Диктора Левитана, д. 49);

- подвальная котельная (пр-т Ленина, д. 62).

С февраля по апрель 2000 года во Владимире ОАО «ЦНИИПромзданий» провело первый этап мониторинга для определения основных показателей энергопотребления трех жилых зданий (ул. Безыменского, д. 9В; ул. Диктора Левитана, д. 49 и пр-т Ленина, д. 62), на которых предполагалось строительство автономных источников теплоснабжения. При этом были исследованы следующие параметры:

а) расход тепловой энергии на отопление и горячее водоснабжение, кВт (Гкал);

б) потребление электроэнергии, кВт;

в) потребление природного газа на бытовые нужды, м3;

г) потребление холодной воды, м3;

д) суммарное потребление всех энергоресурсов и их баланс;

е) температура и влажность в представительных квартирах.

После строительства и ввода в эксплуатацию автономных котельных трех различных конфигураций (крышной, пристроенной и подвальной) в феврале 2003 года был проведен мониторинг их работы.

В ходе мониторинга были определены следующие параметры:

- потребление газа, электроэнергии, воды, химреактивов для водоподготовки;

- производство тепловой энергии, горячей воды;

- параметры теплоносителя по контурам отопления и горячего водоснабжения, внутрикотельному контуру (расход, давление, температура в подающих, обратных и циркуляционных трубопроводах);

- параметры входящих ресурсов: газа (давление, химический состав), воды (давление, температура, химический состав), электроэнергии (напряжение, фазовые характеристики, частота тока);

- метеопараметры (по данным станций метеонаблюдений);

- показатели системы диспетчеризации: дистанционный контроль и управление котельными, имитация контрольно-аварийных сигналов (несанкционированное проникновение, пожар, загазованность, останов оборудования, срабатывание отсечного клапана);

- показатели системы отопления и вентиляции котельных (расходы приточного и вытяжного воздуха, температура помещения котельной);

- показатели энергоэффективности (коэффициенты полезного действия котлов и котельной);

- показатели экологической эффективности (состав продуктов сгорания – СО, О2, СО2, NOx);

- показатели надежности работы котельных, в т. ч. имитация отказов отдельных элементов (теплообменников, насосов, котлов) с переключением на резервное оборудование.

Таблица 1

Основные характеристики котельных (АИТ)

 

ул. Безыменского, д. 9В

ул. Диктора Левитана, д. 49

пр-т Ленина,
д. 62

Размещение

Крышная, контейнерного типа, установлена на кровле, отделена от жилых помещений техническим этажом

Пристроенная, установлена в помещении бывшего теплового пункта

Встроенная на отметке -4,55 м от уровня 1-го этажа

Тепловая нагрузка:

 

- отопления

0,7 Гкал

0,7 Гкал

0,8 Гкал

- горячего водоснабжения

0,4 Гкал

0,4 Гкал

0,3 Гкал

Оборудование

Котлы Wessex County 400 – 3 шт., теплопроизводительность 400 кВт каждый; котлы Wessex 200 – 1 шт., теплопроизводительность 200 кВт

Котлы Eetta Arimax 650 – 2 шт., теплопроизводительность 650 кВт каждый, горелки GP130M фирмы «Ойлом»

Электрическая часть

Установочная мощность токоприемников котельных

15,93 кВт

19,1 кВт

19,1 кВт

Газоснабжение внутреннее

Газоснабжение котельных осуществляется от существующего городского газопровода низкого давления. Номинальный расход природного газа составляет (при номинальной мощности котлов) при QH = 8 000 ккал/нм3

164 нм3

151,9 нм3

151,9 нм3

Тепловая схема котельных

Тепловая схема котельных принята двухконтурная, с независимым присоединением систем отопления и горячего водоснабжения через теплообменники. Присоединение теплообменников отопления и ГВС к котловому контуру – параллельное. Прямая вода котельного контура с t = 105 °C, для систем отопления (t = 95–70 °C) и горячего водоснабжения (t = 55 °C). Автоматизированная система водоподготовки SM41 производства Eurowater производительностью 20–50 л/мин (1,2–3 м3/ч) умягчает воду из хозяйственно-питьевого водопровода.

Ориентировочная емкость системы отопления и котлового контура

10–12 м3

13 м3

12–14 м3

Контроль, автоматизация,
диспетчеризация

Автоматизированная система управления и диспетчеризации котельных предусматривает ее эксплуатацию без постоянного присутствия обслуживающего персонала

Дополнительно был проведен теплоэнергетический мониторинг систем теплопотребления – отопления и горячего водоснабжения представительных квартир этих же домов. На этой же стадии был проведен комплекс измерений по оценке воздушно-теплового комфорта квартир, структуры энергопотребления, бытовых тепловыделений.

Рисунок 1.

Структура энергопоступлений в квартиры жилых домов, 2000 год:

1 – полотенцесушители;

2 – газовые плиты;

3 – электроприборы;

4 – люди;

5 – отопление

Учитывая практику эксплуатации подвальных котельных в западных странах, для котельной в подвале жилого дома во Владимире с федеральными и местными надзорными органами были согласованы специальные компенсирующие мероприятия, повышающие пожаро- и взрывобезопасность источника теплоснабжения.

Рисунок 2.

Структура энергопоступлений в квартиры жилых домов, 2003 год:

1 – полотенцесушители;

2 – газовые плиты;

3 – электроприборы;

4 – люди;

5 – отопление

Рисунок 3.

Соотношение расходов энергии в жилых домах на естественную вентиляцию, отопление и горячее  водоснабжение (%), 2000 год:

1 – горячее водоснабжение;

2 – отопление и естественная вентиляция

Основные результаты мониторинга

1. Повысилась воздушно-тепловая комфортность квартир за счет более полного соответствия режимов теплопотребления и теплопроизводства, устранения «перетопов» и «недотопов». Жители на 30–50 % увеличили воздухообмен за счет регулярного проветривания. Относительная влажность воздуха в квартирах снизилась на 10–15 %. Удельные показатели теплопотребления на отопление и горячее водоснабжение практически не изменились.

2. В тепловом балансе квартир снизилась доля тепловыделений от газовых плит и электрообогревателей (рис. 1, 2).

3. Существенных изменений в соотношении нагрузок на отопление и горячее водоснабжение не произошло, а различные значения этого показателя в разных домах связаны с плотностью их заселения (рис. 3, 4).

4. Существенно снизились непроизводительные потери тепла и электроэнергии в системах теплоснабжения (табл. 2, 3, 4).

Таблица 2

Сравнительные показатели расходов тепла в АИТ и ЦТ: дом по адресу: ул. Безыменского, д. 9В

№  п/п

Показатели

Единица измерения

Значения

ЦТ

АИТ

1

Относительный расход тепла на
теплоснабжение (по показаниям ТС)

кДж/гр. сут•м2

147,9

132,95

2

Непроизводительные потери тепла:

%

34,0*

1,0

2.1

В тепловых сетях

%

16,0*

0,5

2.2

Потери в ЦТП

%

3,0*

0,5

2.3

Внутрикотельные потери

%

15,0*

7,0

3

Расход топлива на 1 единицу
тепловой энергии на вводе в дом

т. у. т./ГДж•10-3

55,88

37,96

4

Расход электроэнергии на 1 единицу
тепловой энергии на вводе в дом

кВт•ч/ГДж

54,0**

3,36

* Потери в сетях, в ТЭЦ и котельной приняты по данным теплоснабжающих организаций Владимира.

** Данные получены расчетным путем исходя из гидравлических потерь во внешних тепловых сетях.

Таблица 3

Сравнительные показатели расходов тепла в АИТ и ЦТ: дом по адресу: ул. Диктора Левитана, д. 49

№ п/п

Показатели

Единица
измерения

Значения

ЦТ

АИТ

1

Относительный расход тепла на
теплоснабжение (по показаниям ТС)

кДж/гр. сут•м2

176,3

165,56

2

Непроизводительные потери тепла:

%

29,0*

1,0

2.1

В тепловых сетях

%

11,5*

0,5

2.2

Потери в ЦТП

%

3,0*

0,5

2.3

Внутрикотельные потери

%

14,5*

7,5

3

Расход топлива на 1 единицу
тепловой энергии на вводе в дом

т. у. т./ГДж•10-3

48,05

38,08

4

Расход электроэнергии на 1 единицу
тепловой энергии на вводе в дом

кВт•ч/ГДж

71,5**

2,86

* Потери в сетях, в ТЭЦ и котельной приняты по данным теплоснабжающих организаций Владимира.

** Данные получены расчетным путем исходя из гидравлических потерь во внешних тепловых сетях.

Таблица 4

Сравнительные показатели расходов тепла в АИТ и ЦТ: дом по адресу: пр-т Ленина, д. 62

№п/п

Показатели

Единица измерения

Значения

ЦТ

АИТ

1

Относительный расход тепла на
теплоснабжение (по показаниям ТС)

кДж/гр. сут•м2

124,5

107,04

2

Непроизводительные потери тепла:

%

23,5

1,0

2.1

В тепловых сетях

%

10,5

0,5

2.2

Потери в ЦТП

%

3

0,5

2.3

Внутрикотельные потери

%

10

7,5

3

Расход топлива на 1 единицу
тепловой энергии на вводе в дом

т. у. т./ГДж•10-3

44,59

38,04

4

Расход электроэнергии на 1 единицу
тепловой энергии на вводе в дом

кВт•ч/ГДж

42,6

3,63

* Потери в сетях, в ТЭЦ и котельной приняты по данным теплоснабжающих организаций Владимира.

** Данные получены расчетным путем исходя из гидравлических потерь во внешних тепловых сетях.

Тестирование жителей

Помимо инструментального мониторинга было проведено сравнительное тестирование жителей – в 2000 году при централизованном теплоснабжении и в 2003 году при автономных источниках теплоснабжения.

Жители домов достаточно активно участвовали в тестировании: в доме 62 по проспекту Ленина заполнено 46 анкет (25,9 %), в доме 9В по ул. Безыменского – 76 анкет (48,7 %) и в доме 49 по ул. Диктора Левитана – 43 анкеты (31,4 %).

Наиболее благополучно оценивают тепловую комфортность в квартирах жители дома 62 по проспекту Ленина. Все 100 % протестированных жителей (в 2000 году только 64 %) отмечают фактическую температуру воздуха в квартирах в диапазоне от 20 до 22 °C. «Перетоп» квартир отмечают 7 % опрошенных (ранее 12,5 %), а «недотоп» (ниже 18 °C) жителями дома не отмечен (ранее «недотоп» отмечали 8,5 %). Теперь все жители отмечают предпочтительную температуру зимой в диапазоне 20–25 °C (ранее около 60 %).

По сравнению с 2000 годом тепловая комфортность в домах по ул. Безыменского, 9В и ул. Диктора Левитана, 49 также значительно улучшилась.

В доме 9В по ул. Безыменского температуру воздуха в квартирах зимой от 18 до 25 °C отметили 74,2 % жильцов, тогда как в 2000 году – только 38 %. Большинство жителей (55,9 %) в 2000 году отмечали фактическую температуру 15–17 °C (в 2003 году только 11,8 % жильцов).

Повышение герметичности окон путем заклейки притворов использует абсолютное большинство жителей – более 97 %. Во всех домах снизилось использование дополнительных мер по обогреву: соответственно в домах по ул. Безыменского, ул. Диктора Левитана и проспекту Ленина электронагревательные приборы используют 31,4 % (было 49,1 %); 70,1 % (было 80,7 %); 7,1 % (было 12,5 %). Прямой нагрев воздуха продуктами сгорания бытовой газовой плиты снизился, особенно в доме по ул. Безыменского (на 13 %). Использование в качестве отопительного прибора ванны, наполненной горячей водой, практикуют до 1 % жителей, тогда как в 2002 году – до 9,5 % жителей.

Наряду с наличием по-прежнему высокого уровня квартир с курящими жителями (от 46 до 52 %) появилась возможность регулярного проветривания квартир путем открывания форточек. В настоящее время в домах по ул. Безыменского и ул. Диктора Левитана регулярно проветривают квартиры 66 и 68 % соответственно (в 2000 году – 50,5 и 51,8 %). Значительно снизилось число «перетопов» весной и осенью: в доме по проспекту Ленина – 4,2 % весной и 1,1 % осенью (в 2000 году – 47,9 % весной и 10,4 % – осенью); в доме по ул. Безыменского – 4,4 и 1,2 % (в 2000 году – 37,3 и 11,9 %); в доме по ул. Диктора Левитана – 4,6 % весной, 1,7 % осенью (в 2000 году – 3,5 % весной и 0,9 % осенью).

Регулирование теплоотдачи отопительных приборов путем установки кранов жителями снизилось до 1 % (в 2000 году было 5 %).

Число жалоб, обращенных в администрацию, снизилось.

В заключение можно отметить, что комфортность проживания в исследованных домах возросла, использование дополнительных мер по подогреву воздуха в квартирах снизилось. Большинство жителей хотят, чтобы температура воздуха в квартирах была бы на 2–3 °C выше нормируемой.

Выводы

1. Современные АИТ обладают высокой энергетической эффективностью, обеспечивают высокую надежность и качество теплоснабжения.

2. АИТ могут разумно дополнять и совершенствовать структуру теплоснабжения российских городов и поселков, в т. ч. и в жилищном секторе.

Основой определения рациональных областей применения АИТ должен служить всесторонний технико-экономический анализ всех звеньев теплоснабжения (источников тепла, тепловых сетей, тепловых пунктов, систем теплопотребления) в рамках перспективных схем развития теплоснабжения регионов.

3. К основным направлениям повышения эффективности АИТ в стране следует отнести:

- Развитие высокотехнологичной отечественной производственной базы оборудования для АИТ, привлечение в страну передовых зарубежных технологий и инвестиций.

- Создание развитой сети ремонтного и сервисного обслуживания АИТ.

- Реализацию современных учетно-биллинговых систем в теплоснабжении, в т. ч. с привлечением к управлению теплоснабжением кондоминиумов, товариществ собственников жилья, домовых комитетов.

В рамках проекта наработан большой интересный материал, и в ближайшее время будет подготовлена к изданию серия книг, посвященная проблемам развития теплоснабжения в России.

Источник: http://www.abok.ru/