Окупаемость вложенных в реконструкцию теплопункта средств за 1 год - это реальность

Про снижение коммунальных платежей  разговоры  ведутся  постоянно и на всех уровнях.

На программы по энергосбережению выделяются средства по разным программам.

Проводятся работы по реконструкции  теплопунктов  и термосанации зданий.   Практически на каждом  новом объекте  затрачиваются средства на  внедрение  системы  диспетчеризации.   На экран монитора в реальном времени  выводятся  различные параметры работы теплоопункта  ( температуры теплоносителя,  аварии и т д).

Пишутся отчеты  о полученной экономии и получаются премии за выполненные работы.

Но в реальности  сроки окупаемости  вложенных в реконструкцию теплопунктов средств никто не рассчитывает. На вопрос, как диспетчеризация помогает экономить тепловую энергию, внятного ответа получить невозможно.

Если  после замены элеваторного узла в  теплопункте  есть небольшая экономия в оплате за  тепло на  квадратный метр площади, то считается, что это хороший результат. Очень  часто - это  мнимая  экономия из- за теплой зимы.

В киевском колледже строительства, архитектуры и дизайна  решили  приложить  к вопросу  энергосбережения свой опыт и знания, чтобы как можно быстрей окупить вложенные в реконструкцию  теплопункта средства.  На первом этапе был заменен элеватор на ИТП.

На втором этапе планируется применить к управлению теплопунктом  облачные технологии.

Многие  не понимают   зачем следить за температурой в помещении  с точностью до 1 градуса,  достаточно положить руку на отопительный прибор и станет ясно как работает система отопления, а точность температуры в помещении не играет особой роли. 

Поэтому немного теории.

Рассмотрим,  как  рассчитывается оплата за тепло.

Показания теплосчетчика   в гигакалориях   вычесленные по формуле  (1)  умножаются на стоимость 1 Гкал в гривнях.

Q1= G *( Тост- Тобр)         (1)

где

G- расход теплоносителя,

Тост- температура теплоносителя от тепловой трассы,

Тобр –температура обратного теплоносителя.

Но передача тепла от одного тела к другому  рассчитывается по формуле Ньютона – Рихмана (2)

Q2 = α*  t* S*( T1-T2)         (2)

где

Т1- температура  отопительного прибора ( подающий трубопровод)

Т2- температура внутри помещения.

t,  s, α  - время, площадь, теплопроводность.

Обратите внимание , что в формуле отсутствует расход теплоносителя  ( G).

Гл. энергетик Белый В.А  при приемки работ не проверял перпендикулярность трубопроводов лазерным уровнемером,  на стрелки и бирки не обратил внимания.

Но был разработан план работ  в котором  температура  воздуха  в  контролируемых  помещениях  измерялась с точностью  до 0,5° С.

1. Были отобраны 4 датчика температуры, показания которых соответствуютэталонному прибору с  погрешностью не более 0,3° С.

2. Проверен алгоритм работы   управляющего контроллера , то есть   в систему давались возмущения   в виде уменьшения (увеличения) внутренней температуры  с контролировалась работа управляющего клапана. Проверенны настройки ПИД регулятора.

3. Так как система отопления - это  классическая система с запаздыванием,  Белый В.А предложил  добавить в управляющий контур   предиктор.  В передаточных функциях система управления показана на рис 1. Были разработаны соответствующие программы и залиты в управляющий контроллер.
 
 

                                       Рис.1

 
Из меню управляющего контроллера предиктор можно включать и отключать .

4. Датчики были установлены в разных  помещениях на северной и южной стороне  здания. В комнатах с пластиковыми и старыми деревянными рамами.

5. Был составлен ежедневный фактический температурный график, который и дал основания для установки режима работы системы отопления.

 
Управляющий контроллер по измеренным температурам подающего,  обратного трубопровода  и наружного датчика приблизительно рассчитывает  среднюю температуру внутри помещения ( задание необходимого температурного графика) .  Рассчитанная  температура сравнивается с заданной и это рассогласование через  ПИД закон управляет клапаном. 

Так как расчетная температура и реальная могут не совпадать. Необходимо выбрать  точку отсчета для подбора температурного графика   и  постепенно с шагом  0, 5° С снижать внутреннюю температуру  воздуха   выполняя  пункт 4.

Например установили внутреннюю  23° С   реальная внутренняя  25° С теплосчетчик   показывает   3,8 Гкал/сутки ,  Т под =54°С, расход теплоносителя  160 т/сутки.   С шагом 0,5 градусов  снижаем   заданную  температура и  замерять  реальную .  В результате температурный график был подобран под объект за 2 недели.

Реальная температура в здании колебалась от 22°С в комнатах с пластиковыми  стеклопакетами  на южной стороне,   до   18,5° С  в помещениях с деревянными рамами  с обычным остеклением на северной  стороне.  Расход составлял  до 80т/сутки, потребление 2,3 Гкал/сутки, а Т подачи =49°С при  аналогичной  внешней температуре.

Таким образом оплата за тепло снижена с   3,8  до 2,3 ( Гкал\сутки)   то есть на 40 %.

А потребленное тепло рассчитанное по формуле (2 ) показывает снижение до 5%.

Анализ  работы системы с предиктором показал,  что колебания  температуры обратного теплоносителя   уменьшились.  Но на внутренней температуре  измеренной в пределах 0,5 С  это не отразилось.  Значит для управления системой  достаточно настроенного ПИД закона.

Предиктор, в программе контроллера , может использоваться как опция.  Возможно для других зданий,  при использовании облачных технологий, будет заметен результат.

Вывод из выше изложенного  очевиден  уменьшение  температуры внутри помещения на 1-3 градуса может сэкономить соответственно  15 -40 %  финансовых средств.   Должен быть простой и понятный алгоритм подбора температурного графика под  внутреннюю  температуру  воздуха  в  здании   с точностью до 0,5° С.

Читайте больше о применении облачных технологий для экономии тепла.

Киевский  колледж строительства, архитектуры и дизайна.
ООО «Энергоминимум»  097-312-34-62

Лошаков А.Н., Белый В.А.

Информация опубликована на правах рекламы