Зниження споживання тепла в будівлі можливо тільки при підвищенні тарифу до ринкового та скасування субсидій

Про зниження комунальних платежів розмови ведуться постійно та на всіх рівнях. Але якщо, прискіпливо придивитись показники расходів теплоносія при здачі відомостей тепло лічильників видно, що в більшості добові расходи не змінюються. Значить регулюючий клапан відкритий постійно. Як підібрати температурний графік під конкретний об'єкт, навіть у фахівців часто викликає нерозуміння. Встановлюється якийсь, на думку «спеціаліста»  гарний графік і так система працює.

У Київському коледжі будівництва  і архітектури  вирішили докласти до питання енергозбереження свій досвід та знання, щоб якнайшвидше окупити вкладені у реконструкцію теплопункту гуртожитку кошти. На першому етапі в цегляній будівлі без зовнішнього утеплювача та внутрішнього гіпсокартону було замінено елеватор на ІТП.

Багато хто не розуміє навіщо стежити за температурою в приміщенні з точністю до 0,5 градуса, достатньо в контролер, що управляє, ввести температурний графік наприклад  110 - 80-50, а точність температури в приміщенні не відіграє особливої ​​ролі. Температура всередині приміщення може бути і 23, і 18 особливої ​​економії немає. 

Тому небагато теорії. Розглянемо, як розраховується плата за тепло.

Показання тепло лічильника в гігакалоріях, обчислені за формулою (1), множаться на вартість 1 Гкал.

            Q1 = G * (Тост-Тобр) (1)

де  

G- витрата теплоносія,   Тост-температура теплоносія від теплової траси,   Тобр – температура зворотного теплоносія.  

Але передача тепла від одного тіла до іншого розраховується за формулою Ньютона – Ріхмана (2)

            Q2 = α* t* S*(T1-T2) (2)

де

Т1- температура опалювального приладу ( трубопровід, що подає)  Т2-температура всередині приміщення,  t, s, α - час, площа, теплопровідність.

Зверніть увагу, що у формулі (2 ) відсутня витрата теплоносія (G).

Тому головним енергетиком В. Білим  було розроблено план робіт у якому температура повітря в контрольованих приміщеннях вимірювалася з точністю до 0,5°С.

1. Було відібрано 4 датчики температури, показання яких відповідають еталонному приладу з похибкою не більше 0,3°.

2. Перевірено алгоритм роботи керуючого контролера, тобто в систему давалися обурення у вигляді зменшення (збільшення) внутрішньої температури та контролювалася робота керуючого клапана. Перевірені налаштування ПІД регулятора.

3. Датчики були встановлені у різних приміщеннях на північній та південній стороні будівлі.  У кімнатах із пластиковими вікнами та старими дерев'яними рамами.

4. Було складено щоденний фактичний температурний графік, аналіз якого і дав підстави для встановлення режиму роботи системи опалення.

У кожному контролері різних фірм задається температурний графік системи опалення. Є можливість коригування графіка за внутрішньою температурою в приміщенні. Тому після вивчення інструкції, бажано завести журнал в який заносити експериментальні дані залежності внутрішньої температури від коефіціетів, що вводяться. Процес підбору температурного графіка під об'єкт викликає деякі труднощі.

Цей процес можна спростити, якщо застосувати теорію оптимального керування.

Як відомо, будь-яку систему можна описати рівняннями. Деякі параметри системи можна легко виміряти. У нашому випадку це температури теплоносія в теплопункті і зовнішня температура. Відновити недостатню середню внутрішню температуру приміщення можна за допомогою ідентифікатора Льюінбергера.

Тому керуючий контролер за виміряними температурами прямого, зворотного трубопроводу і зовнішнього датчика приблизно розраховує або (відновлює) середню температуру всередині приміщення. Відновлена ​​внутрішня середня температура порівнюється із заданою, це неузгодженість через ПІД закон керує клапаном.

Це дуже простий та зрозумілий алгоритм налаштування системи опалення.

Шафа керування опаленням

Тому що розрахункова температура і реальна можуть не збігатися, необхідно вибрати точку відліку для підбору температурного графіка і поступово з кроком 0,5°С  знижувати внутрішню температуру повітря виконуючи пункт 4 і аналізуючи добові показання тепло лічильника.

Наприклад встановили внутрішню 23° реальна внутрішня 24° тепло лічильник показує 3,8 Гкал/добу , Т під =54°С, витрата теплоносія 160 т/добу. З кроком 0,5 градусів знижуємо задану температуру та заміряємо реальну. В результаті температурний графік було підібрано під об'єкт за 1 тиждень.

Реальна температура в будівлі коливалася від 22°С у кімнатах із пластиковими склопакетами на південній стороні до 18,5°С у приміщеннях із дерев'яними рамами із звичайним склінням на північній стороні. Витрата становила до 80т/добу, споживання 2,3 Гкал/добу, а Т подачі =49°С при аналогічній зовнішній температурі.

Слід зазначити, що 18С це мінімально допустима температура в приміщенні за санітарними нормами, нижче опускатися заборонено. Так як система опалення - це класична система із запізненням, для експерименту в керуючий контур додали предиктор. У передавальних функціях система управління показано на ріс.1.

ріс.1

Аналіз роботи системи з предиктором показав, що коливання температури зворотного теплоносія зменшилися. Але на внутрішній температурі виміряної в межах 0,5 ° С це не позначилося. Значить для керування системою достатньо налаштованого ПІД закону.

Предиктор, у програмі контролера, може використовуватися як опція. Можливо, для інших будівель, при використанні хмарних технологій, буде помітний результат.

Таким чином, оплата за тепло знижена з 3,8 до 2,3 Гкал добу, тобто на 40%, а спожите тепло розраховане за формулою (2) показує зниження до 5%.

Висновок з вище викладеного очевидний, зменшення температури всередині приміщення на 1-3 градуси може заощадити відповідно 15 -40% фінансових коштів. Має бути простий і зрозумілий алгоритм підбору температурного графіка під внутрішню температуру повітря будівлі з точністю до 0,5° С.

На другому етапі, планується застосувати систему диспетчеризації та управління теплопункту використовуючи інтернет. Така  система диспетчеризації  повинна дуже спростити пуска-налагоджувальні роботи для економії тепла. Наладка системи використовуючи диспетчеризацію по інтернет не повинна займати у професійних фахівців тиждень, а тільки 1-2 дня.

Система опалення інерційна та для аналізу роботи, як правило користуються  погодинними роздруківками роботи тепло лічильника в гігакалоріях за добу. Тільки за декілька днів  можливо зробити висновок, а була взагалі економія тепла. Тому треба слідкувати не за гкал, а за миттєвим розходом теплоносія.  Знаючи проектний расход через встановлену шайбу, температури контурів можна відразу зрозуміти че є економія і приблизно розрахувати економію в коштах. Процес наладки стане більш динамічним.

Зустрічаються «фахівці»  які кажуть: «Навіщо зменшувати расход теплоносія, температурна дельта збільшиться і економії немає» . Це помилка, прямих залежностей в цих процесах немає, тому миттєву економію розраховуємо приблизно.

На ріс 2 представлена така система диспетчеризації.

1.  Таким чином можна перевірити правильність налаштування системи, під закону змінивши температурний графік  системи опалення (наприклад задати температуру внутрішні приміщення 14 С)  і прослідкувавши за змінами. ( клапан зачиняється і расход зменшується)

2. Знаючи проектний расход і температури можливо приблизно розрахувати  миттєву економію в коштах.

Це значно спростить і прискорить пуско- налагоджувальні роботи і аналіз роботи системи.

Київський коледж будівництва  і архітектури 

ТОВ НВТ «Автоматика»

097-3123462

 
Джерело: ТОВ НВТ «Автоматика»
Інформацію опубліковано на правах реклами