Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

1 1 1
1

В связи с возникновением проблем в области ЖКХ, связанных с исторической наследственностью СССР, отсутствием средств у предприятий ЖКХ на реализацию энергосберегающих программ, а также отсутствием массовой бытовой культуры энергосбережения, Правительство разработало Государственную программу Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года». Главной её целью является обеспечение повышения конкурентоспособности, финансовой устойчивости, энергетической и экологической безопасности российской экономики, а также роста уровня и качества жизни населения за счет реализации потенциала энергосбережения и повышения энергетической эффективности на основе модернизации, технологического развития и перехода к рациональному и экологически ответственному использованию энергетических ресурсов.

Как правило, в качестве основных задач программы выделяют: реконструкцию и модернизацию котельных, ликвидацию неэффективных старых и строительство новых; внедрение когенерационных установок; ликвидацию ветхих тепловых сетей и тепловых сетей в зонах избыточной централизации теплоснабжения и строительство тепловых сетей по новым технологиям; повышение тепловой защиты зданий. Отмечается [1], что такие мероприятия позволят достичь суммарной экономии первичной энергии в объеме 51,84 млн. тонн условного топлива на I этапе (2011–2015 годы) и 184,18 млн. тонн условного топлива за весь срок реализации Программы (2011– 2020 годы).

Граждане РФ могут заметить изменения в системах теплопотребления непосредственно в зданиях (утепление строительной части зданий, проведение работ по устранению дефектов проекта и монтажа систем отопления), которые должны привести к поддержанию оптимальных (в пределах определенных значений) условий теплового комфорта в помещениях при минимуме энергетических затрат.

Наиболее остро задача энергосбережения встаёт в осенне-весенний период, когда температура за окном колеблется от 0 до 10 °С. При относительно тёплой погоде температура теплоносителя оказывается избыточной, и возникает так называемая проблема «перетопа» (избытка теплоты). Отапливаемое помещение перегревается, потребитель чувствует дискомфорт и ему приходится жить с открытой форточкой, а энергия, затрачиваемая на обогрев, в буквальном смысле выбрасывается на улицу. К числу таких потребителей обычно относятся жители, находящиеся ближе всех к источнику теплоснабжения. Причиной «перетопов» является неотрегулированность системы теплоснабжения.

Оборотной стороной «перетопов» является «недотоп». «Недотоп» в котельной (ТЭЦ – теплоэлектроцентрали) это широко распространенное явление, когда фактическая температура горячей воды в системе отопления после источника теплоснабжения (далее – ИТС) и, соответственно, на входе в дом ниже, чем должна быть по температурному графику теплоснабжения в соответствии с фактической температурой наружного воздуха.

Возможными причинами «недотопа» являются: недостаточная мощность ИТС, особенно в сильные морозы; неисправность оборудования ИТС; недостаток топлива на ИТС (так же в сильные морозы); невыполнение ИТС температурного графика в соответствии с фактической температурой наружного воздуха в целях уменьшения расхода топлива и, соответственно, получения большей прибыли (тоже широко распространенное явление).

Главной задачей систем отопления является поддержание оптимальных условий теплового комфорта в помещениях при минимуме энергетических затрат. Определяющими факторами здесь служат оптимальные и допустимые температуры воздуха. Например, в холодный период оптимальная температура воздуха в жилых комнатах жилых помещений составляет 20-22 °С, а допустимая температура воздуха – 18-24 °С [2].

Разумеется, в процессе работы систем отопления допускаются не продолжительные по времени отклонения значений параметров микроклимата в помещениях (температуры внутреннего воздуха, радиационной и результирующей температуры) от оптимальных значений (не более 2 °С).

Характер отклонений классифицируется отказами I, II и III рода [3], где отказ I рода – отклонение отопительных параметров в зону допустимых значений; отказ II рода – отклонение отопительных параметров за пределы зоны допустимых значений, но не настолько, чтобы в системе, либо зданиях, наступили необратимые процессы (размораживание элементов, значительный технологический ущерб и др); отказ III рода – отклонение отопительных параметров за пределы зоны допустимых значений, приведшее к аварийной ситуации и повлекшее за собой конкретные издержки (последующие ремонтные работы, технологические ущербы и др.).

Для оценки качества функционирования системы отопления, обеспечения бесперебойного круглосуточного отопления зданий, соблюдения оптимальных условий теплового комфорта при минимуме энергетических затрат без технологических нарушений и механических повреждений служат критерии оценки, базирующиеся на традиционных показателях [3, 4]: коэффициенте эффективности теплозащиты здания, коэффициенте теплотехнического качества системы отопления, коэффициенте качества отопительных приборов, коэффициентом разналадки системы отопления и др.

Используемый, при вычислении коэффициента теплотехнического качества, параметр «действительная, пересчитанная на расчетные условия, удельная теплопроизводительность системы отопления» есть величина:

obs051.wmf

где obs052.wmf – действительный средний температурный напор в СО; t1 и t2 – текущие значения температур воды на входе и выходе из СО соответственно; tв – текущее значение средней температуры внутреннего воздуха в здании; n – коэффициент, определяемый видом отопительного прибора и типом СО.

Величина перерасхода (недопоставки при «недотопе») тепла характеризуется коэффициентом «перетопа» («недотопа») здания:

obs053.wmf

где Qнормi – нормативное значение теплопотребления отапливаемого здания или помещения при данной температуре наружного воздуха; Qфактi – фактический расход тепла на отопление здания.

Данный набор критериев позволяет системно подходить к оценке функционирования СО и ее элементов.

С каждым годом требования к системам отопления по обеспечению комфортных температурных параметров в помещениях и энергосбережению повышаются. Их реализация на современном уровне возможна только за счет широкого внедрения в системах отопления средств автоматического регулирования.

Энергоэффективность систем отопления и охлаждении может быть достигнута за счет установки автоматических балансировочных клапанов. При создании эффективных многоконтурных систем отопления и охлаждения с переменным потоком возникает задача поддержки постоянного перепада давлений в каждом контуре. Например, в двухтрубной системе отопления желательно иметь постоянный перепад давления между стояками независимо от того, насколько открыты краны отопления в каждой квартире. Балансировочные клапаны могут выполнять несколько функций: поддерживать постоянный перепад давлений, сливать тепло- и холодоноситель, ограничивать расход, перекрывать трубопровод.

Рекомендуется также устанавливать автоматические терморегуляторы, которые позволяют: поддерживать комфортные температуры в отапливаемых помещениях на уровне, задаваемом самим потребителем; экономить до 20 % тепловой энергии и средств на ее оплату путем использования для отопления бесплатных теплопритоков в помещения (от солнечной радиации, людей, электробытовых приборов и т. д.) и задания потребителем оптимальных температур воздуха в помещениях в течение суток; улучшить экологическое состояние воздушного бассейна в населенных пунктах за счет снижения выбросов в атмосферу продуктов сгорания топлива, используемого для выработки теплоты.

В последнее время все большее предпочтение при отоплении зданий отдается ИТП (индивидуальным тепловым пунктам). ИТП – комплекс установок, предназначенных для распределения тепла, поступающего из тепловой сети, между потребителями в соответствии с установленными для них видом и параметрами теплоносителя. В первую очередь, их преимущество в том, что отсутствие потерь тепла при эксплуатации ИТП и автоматическое поддержание параметров системы, дающее возможность потребителю самостоятельно регулировать температуру на выходе, ощутимо сокращает расходы на тепловую энергию. В результате экономия тепловой энергии составляет 20-30 %.

Конечно, нужно понимать, для того чтобы обеспечить комфортные условия в помещении, необходимо правильно отрегулировать вышеперечисленные установки, так называемые «устройства-помощники». Тогда не будет нежелательного отклонения температур, и, соответственно, у потребителя не будет необходимости открывать форточки для проветривания или же наоборот надевать теплые вещи, чтобы согреться.

Таким образом, модернизируя системы отопления можно устранить явления «недотопов» и »перетопов» жилых помещений. Однако для достижения значительного уровня энергоэффективности необходима поддержка не только на государственном, но и на потребительском уровне.