|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
"Система оптимального теплопотребления" (СОТ) как необходимый элемент энерго-эффективного тепло-обеспечения. Теория и практика. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Байтингер Николай Михайлович, директор ЗАО НПО "Лайф Новосибирск". Предпринята попытка кратко освятить практику применения системы оптимального теплопотребления (СОТ) для управления теплопотреблением различных объектов. Освещается принципы, заложенные при создании СОТ и некоторые её архитектурные особенности. Также конспективно рассматривается вопрос регулируемого объекта как части системы централизованного теплоснабжения. Оцениваются возможные пути создания энерго- эффективного здания в российских условиях. Ставится вопрос о путях построения энерго- эффективной системы тепло-обеспечения. Необходимо кратко напомнить, что для реализации энерго- эффективного здания в России созданы хорошие предпосылки. Практически все крупные города в составе производителей энергии имеют станции, работающие по схеме ТЭЦ. На таких станциях одновременно решается проблема производства электрической и тепловой энергии, что, в принципиальном плане снижает себестоимость той и другой энергии. Более того, природные ограничения, накладываемые на работу тепловой машины, которая на ТЭЦ вырабатывает электричество, как известно таковы, что часть отработанного при выработке электричества тепла пришлось бы в любом случае выбросить в так называемый "холодильник". Эти ограничения известны в соответствующих научных кругах как Второе Начало термодинамики. Роль "холодильника" для тепловой машины-ТЭЦ играет система теплоснабжения близлежащего района(города) и градирня самой ТЭЦ. Таким образом, для территории, которой значительную часть времени требуется тепло, технология ТЭЦ является наиболее подходящей как в технологическом, так и в экономическом смысле. В случае, если кроме того ТЭЦ находится в городе с большой концентрацией населения и с большой его численностью то её агрегаты обладают большой единичной мощностью, что, как известно, повышает КПД агрегата. Другими словами предыдущие поколения учёных и инженеров создали предпосылки для реализации энерго- эффективного здания. Очень схематично схема теплоснабжения изображена на рисунке РИС 1. Из него наглядно видны преимущества и недостатки централизованного теплоснабжения (ЦТ). Из неиспользованных резервов можно выделить резерв пока неиспользованной тепловой энергии (используется только около половины) и резерв повышения КПД тепловой машины за счет снижения температуры обратной воды. Однако по разным причинам эффективное и относительно дешевое производство энергии не реализовалось в эффективное и дешевое его потребление. Дальнейшая часть статьи в сжатой форме подводит к выводам относительно непривычным для специалистов теплотехников с традиционным образованием и опытом. Краткие выводы:
Кратко проиллюстрируем сказанное. В современных условиях, когда происходит революция в микропроцессорной технике и информационных технологиях, решение проблемы энерго- эффективного теплоснабжения становится задачей весьма реальной и экономически целесообразной. Дело в том, что эффективное в современном смысле включает в себя понятие гибкой, перенастраиваемой и мало затратной технологии. Интеллектуальные возможности современных чипов и контроллеров, может быть наиболее полным образом именно сейчас, и позволяют "оптимизировать" весь этот процесс. В связи с этим хотелось бы остановится на реализованном вариантов оптимального теплопотребления, известного в кругах специалистов под названием СОТ - "Система оптимального теплопотребления" для вновь вводимых объектов и "Система оптимизации теплопотребления" для объектов реконструируемых. Для практических инженеров и энергетиков столкновение с "оптимизацией" происходило тогда, когда приходилось иметь дело с тепловой автоматикой. По "классической" терминологии автоматизация работы различных теплообменников (калориферов, приточных воздушных тепловых систем, бойлеров и т.п.) осуществлялась средствами так называемой тепловой автоматики. Однако для современной реализации концепции энерго- эффективного здания не достаточно реализовать функции тепловой автоматики, пусть и на современном уровне. Из сказанного выше ясно, что оптимальное или эффективное теплопотребление не ограничивается решением проблем тепловой автоматики, но входит в неё как часть. Другими частями СОТ являются управление теплопотреблением объекта, соблюдение технологических ограничений на параметры обратного теплоносителя (возвращаемой воды), извлечения дополнительной энергии из возвращаемого теплоносителя, более эффективного использования энергии на объекте теплопотребления, и наконец учёта потреблённой энергии. Последняя из названных задач пожалуй наиболее известна широкому кругу специалистов, так как на неё сделан упор во многих энерго- сберегающих мероприятиях и программах. В связи с этим необходимо обратить внимание на имеющееся широко распространённое заблуждение, что сама по себе установка приборов учета уже является энергосберегающим мероприятием. Лучшей демонстрацией необоснованности такого подхода является то, что если мы повсеместно установим теплосчётчики и узнаем, что потребляем энергии меньше, чем думали и станем оплачивать только потреблённое, то в результате цена единицы повысится, так как в самой системе ничего не изменилось, в том числе и не изменились издержки. И иного быть не может, так как по экономическим законам производитель может существовать только в том случае, когда потребители оплатили ВСЕ его издержки. В СОТ упор сделан на главные с точки зрения технологии аспекты. Это гибкое управление, автоматизация теплообменных процессов и эффективное использование энергии. Для этого она оснащена современными микропроцессорными устройствами, программным обеспечением, средствами передачи информации и связи, необходимыми исполнительными механизмами и арматурой. Она представляет собой комплекс взаимно увязанных решений, реализующих задачу оптимального теплопотребления. У специалистов - проектировщиков в СОТ повышенный интерес вызывает проектные решения, связанные с проектированием эффективно и гибко управляемых систем с одной стороны, а с дугой - гидравлически устойчивых. У специалистов- энергетиков повышенный интерес вызывают применение компактных, практически не требующих обслуживания, дешевых исполнительных механизмов (клапан с приводом). У инженеров так называемых "автоматчиков" алгоритмы управления теплообменными процессами. У специалистов по передаче данных - применяемые информационные технологии. У управленцев - решение передачи информации на расстояние - диспетчерские функции, диспетчеризация. Все эти задачи нашли своё решение в СОТ и тем самым обеспечивают практическую реализацию модели энерго- эффективного здания и потенциальную встраиваемость в комплекс инженерных коммуникаций объекта на своем "энергетическом" участке. Сейчас всё больше входит в обращение термин и концепция "Интеллектуальное здание". СОТ - это подготовленный участок инженерных коммуникаций для такого "Интеллектуального здания". Как отмечалось выше у крупных станций, работающих по циклу ТЭЦ есть хорошая предпосылка для создания энерго- эффективной системы теплоснабжения. Но именно предпосылка. В ситуации, когда медленно но верно и в энергетике в центр деятельности становится Потребитель возникает дискуссии о, в частности, технологическом взаимодействии производителя и потребителя. Наши ученики в области централизованного теплоснабжения - страны северной Европы- кое в чём превзошли своих учителей. Оставляя за рамками этого сообщения организационные аспекты можно отметить, что в технологии ЦТ назрели изменения о которых следует говорить вслух. Очень кратко они сформулированы в начале в виде четырех пунктов. Особо хотелось бы остановиться на прорывных, с точки зрения технических решений, аспектах СОТ. Это технологический участок, который получил название "диспетчеризация". О нём много говорится, и это понятно, так как при громоздких и распределённых по территории энергетических системах получение информации, в том числе и оперативной, одна из главных задач для их устойчивой работы. Для этих целей в СОТ создан продукт, который использует последние достижения информационных технологий. Так объект, на котором смонтирована СОТ, может быть увиден как Web- сервер. Это значит, что не затрачивая на первом этапе дополнительных средств можно надёжно получать информацию с объекта, в том числе и в режиме on- line, используя стандартное программное обеспечение, которое установленно на компьютере для работы в интернере. Ещё одной особенностью диспетчерской системы является возможность использования различных каналов связи для реализации Web- технологий, в том числе и сотовую городскую связь. По-видимому, не безынтересен экономический аспект внедрения СОТ на практике для отдельного здания. На примере одного из реконструированного под СОТ объектов, административно- производственного корпуса. В Таблице 1. приведены экономические данные за последние три отопительные сезона. Общие затраты равны около 180 т.р. в два этапа через год. Также хотелось бы отметить, что коммерческий учет теплоносителя на объекте осуществляется в течение последних 4-х отопительных сезонов, был установлен до реконструкции и экономия является реальной и получена исключительно за счёт внедрения СОТ.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Россия, 630058, г. Новосибирск |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
