УСТАНОВКА  СИСТЕМ  АВТОМАТИЧЕСКОГО  ПОГОДНОГО  РЕГУЛИРОВАНИЯ

Комбин  Николай  Николаевич

студент  3  курса,  кафедра  электроснабжения  промышленных  предприятий  ФГБОУ  ВПО  ОГУ,  РФ,  г.  Оренбург

Е-mail :  2806293@gmail.com

Данное  мероприятие  может  применяться  как  в  производственном,  так  и  в  бытовом  секторе  с  неавтоматизированными  тепловыми  вводами.

Аннотация

Используемые  в  настоящее  время  в  РФ,  теплоснабжающие  системы  создаются  при  условии  неизменного  уровня  расхода  тепла  (понятие  качественного  регулирования).  В  основе  отопления  находится  система,  присоединенная  к  общей  сети  питания  с  неизменным  объемом  подаваемого  тепла  и  гидроэлеватора,  необходимого  для  уменьшения  давления  потока  воды  на  радиатор  отопления  путем  отбора  отработанной  воды  и  подачи  в  трубопровод  с  первичным  потоком  воды  [1]. 

Недостатки:

·Сложность  учета,  колебания  значений  и  перепад  давления  трубопровода  подающего  и  обратного  потока  не  позволяет  получить  реальную  картину  потребления  тепла  зданием;

·Единый  центр  управления  распределения  тепловой  энергии  не  способен  четко  распределить  тепло  по  всей  системе  потребителей,  вследствие  чего  возникает  перекос  значений  тепла  всей  системы;

· Центральное  регулирование  является  причиной  высокой  инерционности  системы  при  управлении;

· Гидроэлеватор  не  может  обеспечить  необходимую  циркуляцию  воды  в  отопительной  системе  из-за  нестабильного  давления  в  сети.

Предлагаемое  техническое  решение

Процедура  улучшения  параметров  отопительных  систем  имеет  в  своем  составе  в  следующие  этапы:

·Сохранение  постоянного  потока  теплоносителя  насосами  в  отоплении  здания  и  регулирование  его  температуры  в  автоматическом  режиме  учитывая  температуру  на  улице.

· Фиксирование  объемов  расходуемого  тепла 

· Применение  термостатических  вентилей  позволит  автоматически  регулировать  количество  отдаваемого  тепла  приборами  отопления  для  каждого  индивидуально.

Автоматический  узел  управления  используется  для  изменения  температуры  теплоносителя  на  необходимый  уровень  относительно  требований  (рисунок  1).

Функцией  автоматического  узла  является  регулирование  и  удерживание  определенного  графика  температуры  теплоносителя,  под  который  спроектировано  отопление  здания  (рисунок  1). 

Рисунок  1.  Внешний  вид  системы  автоматического  погодного  регулирования

Соблюдение  графика  температуры  и  сохранение  стабильной  циркуляции  теплоносителя  в  системе  выполняется  регулированием  объема  теплоносителя,  отбираемого  из  обратного  потока.  Одновременно  с  работой  клапана  происходит  проверка  значений  температуры  теплоносителей  подающего  и  обратного  потока  внутри  контура  отопительной  системы.  Существуют  несколько  экономических  составляющих,  появляющихся  после  использования  данной  системы:  Улучшение  общего  вида  графика  температуры  отвечающего  требованиям  потребителя  тепла.  Снижение  затрат  тепла  при  отсутствии  людей  в  помещении  [2].

Рисунок  2  Схема  работы  системы  регулирования

В  состав  САР  кроме  счетчика  тепла  входит  регулирующий  клапан,  циркуляционный  насос,  контроллер  для  изменения  уровня  температуры  в  отопительной  системе,  а  также  датчик  температуры  воздуха  на  улице  (рисунок  2).  Задвижка,  приводимая  в  движение  электроприводом,  выполняет  регулирование  потока,  по  сигналу  от  контроллера  открывается  и  закрывается.  Потребление  тепла  зданием  уменьшается,  когда  клапан  прикрывает  задвижку,  уменьшив  объем  теплоносителя  в  системе,  в  ответ  на  увеличение  температуры  на  улице.  Когда  происходит  похолодание,  процесс  осуществляется  в  обратной  последовательности.  При  закрытом  клапане  регулирования  циркуляция  осуществляется  за  счет  насосов,  обеспечивающих  требуемый  расход  в  помещении.  Процесс  управления  и  регулирования  температуры  в  системе  выполняет  контроллер,  реагируя  на  температуру  воздуха  и  учитывая  заданный  график  температуры  для  здания  за  день,  неделю  (в  общественных  зданиях,  к  примеру,  во  время  отсутствия  людей  температура  снижается  до  14  градусов).

На  рисунках  3,  4  приведены  архивные  значения  показаний  теплосчетчика  за  одни  зимние  сутки  торгового  здания  площадью  2360  м*.  На  графике  можно  отметить,  как  изменяется  потребление  тепла  зданием  относительно  изменения  температуры  наружного  воздуха.

Рисунок  3.  График  изменения  температуры  воздуха  на  улице

Рисунок  4.  График  изменения  величины  теплопотребления

Температурный  график  и  коэффициент  регулирования  настраиваются  под  индивидуальные  требования  заказчика  в  соответствии  с  теплоснабжением  объекта.  Такой  способ  настройки  позволит  получить  положительный  эффект,  отвечая  требования  комфорта,  при  лучшем  энергосбережении  оптимально  реагирует  на  изменение  погоды  в  течение  суток,  недели  [2]. 

Технический  расчет

Годовое  снабжение  теплом  определяется  по  формуле,  Гкал

                                               (1)

где:    —  средняя  тепловая  нагрузка  на  отопительную  и  вентиляционную  систему  здания  за  отопительный  период  при  температуре  внутри  помещений  +20  °С,  Гкал/ч; 

  —  длительность  отопительного  периода,  сут.  (принимается  согласно  СНиП  23-01-99  [5],  если  отсутствуют  фактические  данные); 

  —  время  работы  систем  отопительной  систем  и  вентиляции  в  сутки,  ч.

Годовое  снабжение  теплом  с  системами  регулирования  определяется  по  формуле,  Гкал

                                     (2)

где:    —  средняя  тепловая  нагрузка  на  системы  отопления  и  вентиляции  здания  за  отопительный  период  при  температуре  внутри  помещений  +14  °С,  Гкал/ч; 

  —  количество  часов  работы  системы  отопления  и  вентиляции  здания  с  температурой  внутри  помещений  +20°С  за  отопительный  период,  ч.; 

  —  количество  часов  работы  системы  отопления  здания  с  температурой  внутри  помещений+14  °С  за  отопительный  период,  ч.;

                                               (3)

где:    —  максимальная  тепловая  нагрузка  на  системы  отопления  и  вентиляции  зданий,  Гкал/ч;

  —  усредненная  внутренняя  температура  воздуха  отапливаемых  помещений,  °С; 

  —  расчетная  зимняя  температура  наружного  воздуха  на  отопление  для  обследуемого  объекта  исходя  из  климатических  условий,  °С; 

  —  средняя  расчетная  температура  наружного  воздуха  за  отопительный  период  для  обследуемого  объекта  исходя  из  климатических  условий  (принимается  согласно  СНиП  23-01-99  [5]),°С;

                                               (4)

где:    —  усредненная  внутренняя  температура  воздуха  отапливаемых  помещений  при  снижении  температуры.

Экономический  эффект  от  установки  системы  автоматического  погодного  регулирования  составит  [4],  Гкал.

                                               (5)

Годовая  экономия  в  денежном  выражении  составляет,  руб.

                                               (6)

где    —  тариф  на  тепловую  энергию,  руб.  /Гкал.

Выводы

В  результате  длительной  эксплуатации  системы  автоматического  регулирования,  определи,  что  уменьшение  потребление  тепла  может  достигать  45  %,  несмотря  на  не  четкое  соблюдение  графика  температуры  организации,  но  учитывая  погодные  условия  климата.  При  этом  сохраняем  оптимальные  требования  потребления  в  помещении.

Технический  расчет

Подобное  мероприятие  было  предложено  к  реализации  в  научно-исследовательском  институте,  расположенном  в  г.  Екатеринбурге.  Потребление  тепловой  энергии  за  2010  год  составило  11  тыс.  Гкал  со  следующим  распределением:  на  отопление  29  %,  вентиляцию  67  %.  ГВС  4  %.

Применение  системы  автоматического  погодного  регулирования  было  Рассмотрено  для  внедрения  в  здании  №  15.  Мероприятие  возможно  реализовать  и  для  других  зданий  завода,  цехов  и  административно-бытовых  пристроек  к  производственным  корпусам,  работающим  по  односменному  и  двухсменному  графику.

Ориентировочные  капитальные  затраты  на  осуществление  мероприятия  с  учетом  монтажа  системы  автоматического  погодного  регулирования,  а  также  частичного  демонтажа  существующего  оборудования  теплового  Узла  составят  252  тыс.  руб.

Для  расчета  эффективности  установки  систем  автоматического  погодного  регулирования  используются  следующие  исходные  данные  [3]:

·     продолжительность  отопительного  периода  по  СНиП,    =  230  дней:

·     +16  °С  внутренняя  температура  воздуха  в  здании  в  соответствии  с  нормативными  документами;

·     время  под  держания  рабочей  температуры  здания  —  9  ч/сут  (с  7.00  до  16.00);

·     предел  регулирования  температуры  внутри  корпусов  завода  системами  автоматического  регулирования  –  +12  °С.

Снижение  температуры  внутри  производственных  помещений  осуществляется  в  нерабочее  время.

Средняя  тепловая  нагрузка  на  системы  отопления  и  вентиляции  здания  за  отопительный  период  при  нормативной  температуре  внутри  помещений  +16  °С  составляет:

Годовое  потребление  тепловой  энергии:

Средняя  тепловая  нагрузка  на  системы  отопления  и  вентиляция  здания  за  отопительный  период  при  температуре  внутри  помещений  +12  °С,  рассчитывается  следующим  образом:

Годовое  потребление  тепловой  энергии  с  системами  регулирования  определяется  по  формуле:

Величина  экономии  тепловой  энергии  от  реализации  мероприятия:

Годовая  экономия  в  денежном  выражении  при  тарифе  =  581,28  руб.  /Гкал.,  составляет:

На  данном  предприятии  при  указанных  условиях  мероприятие  окупается  за:

Список  литературы:

1.Минин  Г.П.,  Ковалев  Ю.В.  Справочник  по  энергопотреблению  в  промышленности:  учеб.  Пособие.  М.:  Энергия,  1978.  —  493  с.

2.Методические  рекомендации  по  экспресс  обследованию  энергохозяйства  промышленных  предприятий  жилых,  административных  зданий  и  объектов  социально-бытового  назначения.  М.:  Интехэнерго,  МЭИ,  М.:  1997.

3.Малявина  Е.Г.  Теплопотери  здания//  Справочное  пособие.  —  2007.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.gosthelp.ru/text/PosobieTeplopoterizdaniya.html   (дата  обращения  12.03.2015). 

4.Самсонов  В.С.,  Вяткин  М.А.  Экономика  предприятия  энергетического  комплекса:  Учебник  для  вузов  2-е  изд.  М.:  ВШ,  2003.  —  416  с.

5.СНиП  23-01-99  Строительная  климатология.  —  2003.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.gosthelp.ru/text/SNiP230199Stroitelnayakli.html   (дата  обращения  10.03.2015).