организация автоматизированного теплового пункта абк ооо

ИТОГОВАЯ РАБОТА
по теме:
ОРГАНИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ТЕПЛОВОГО ПУНКТА АБК ООО
«ВОДОКАНАЛ» Г. МЫСКИ В НАТУРАЛЬНОМ И
ДЕНЕЖНОМ ВЫРАЖЕНИИ
Выполнил: Демин С.В.
г. Мыски
2014г.
Введение
ИТП. Тепловой пункт. Бойлер
1. Актуальность задачи управления тепловой энергией в зданиях и сооружениях
Постоянный рост тарифов на энергоносители ставит на первоочередной план решение
вопросов
не
их
прямой
экономии,
а
энергоэффективного
использования.
Энергоэффективность потребления тепловой энергии в условиях централизованного
теплоснабжения – это в первую очередь технологический процесс её оптимального
использования при обязательном соблюдении требуемой комфортности в помещениях
здания. В качестве альтернативы при решении данных вопросов нужно рассматривать
замену
нерегулируемых
тепловых
узлов
(бойлерных
установок)
зданий
на
автоматизированные индивидуальные тепловые пункты – как основной инструмент
достижения требуемых показателей энергоэффективности.
2. Назначение и задачи автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов
ИТП предназначен для автоматизированного управления теплоснабжением здания во
всем диапазоне тепловых нагрузок, включая пуски/остановки и аварийные ситуации.
К основным задачам ИТП
относятся:
- Учет расхода теплоты и
теплоносителя (бойлера);
- Преобразование параметров
теплоносителя (или бойлера) или
его вида ;
- Распределение расходов
теплоносителя (бойлера) по
системам потребления теплоты;
- Регулирование отпуска теплоты
теплопотребляющим системам;
- Заполнение, подпитка
теплопотребляющих систем;
- Водоподготовка для систем
горячего водоснабжения (ГВС);
- Защита систем теплопотребления
теплоты от опорожнения и
аварийного превышения параметров
теплоносителя (бойлера);
- Контроль параметров
теплоносителя (бойлера).
Решение задач массового внедрения современных энергосберегающих технологий
на базе индивидуальных тепловых пунктов требует и соответствующих современных
подходов
к
их
конструктивным
компоновкам,
во
многом
определяющих
их
экономическую целесообразность на всех стадиях внедрения – проектирование,
изготовление, монтаж.
ФГУП "Завод "Прибор" в сотрудничестве с РПК «Системы управления» разработал ИТП с
наиболее рациональным модульным принципом построения, обладающего большим
числом преимуществ –Быстрокомпонуемый блочно-модульный автоматизированный
индивидуальный тепловой сертифицированный автоматизированный технологический
комплекс, который индивидуально компонуется под конкретное здание из готовых
унифицированных модулей, собранных в пункт (далее БМТП).
3.
Энергосберегающий эффект от внедрения быстрокомпонуемых БМТП
Основные факторы экономии:
- Снижение температуры воздуха в помещениях в часы отсутствия там людей – выходные
дни и ночное время (для административных и производственных зданий).
- Снятие вынужденных «перетопов» в переходные, межсезонные периоды (как для жилья,
так и для административных и производственных зданий).
- Высокодинамичное управление параметрами теплоснабжения в зависимости от
температуры наружного воздуха с учетом инерции тепловых сетей и индивидуальной
тепловой инерционности здания.
- Экономический эффект за счет применения индивидуального графика качественного
регулирования и поддержания постоянства расхода в системе отопления (как для жилья,
так и для административных и производственных зданий).
- Управление теплоснабжением здания с коррекцией по температуре воздуха в бытовых
помещениях.
Основные факторы
экономии
Экономический эффект в % от
общего теплопотребления по
основным факторам экономии
для
для административных и
жилых
производственных
зданий
зданий
Снижение температуры
воздуха в помещениях в часы
отсутствия там людей –
выходные дни и ночное
время
Снятие вынужденных
20 – 60
10 – 30 %
15 – 45 %
«перетопов» в переходные,
межсезонные периоды
Снятие влияния на потери
тепла инерции тепловой сети
и тепловой инерционности
здания
Экономический эффект за
счет применения
индивидуального графика
качественного
регулирования
Наличие алгоритма
управления температурой
отопления с учетом бытовых
тепловыделений
Суммарная средняя
экономия
%
3–5%
5 – 10 %
3–4%
5 – 10 %
4–7%
-
10-30%
10-40%
4. Основные функции и технические характеристики быстрокомпонуемых БМТП
- обеспечение погодной коррекции температуры теплоносителя (бойлера);
- поддержание постоянной температуры воды в системе ГВС;
- программирование различных температурных режимов по часам суток и дням недели;
- ограничение максимальных и минимальных значений регулируемых температур
теплоносителя (бойлера) и горячей воды;
- контроль по заданному погодозависимому графику температуры теплоносителя,
возвращаемого в тепловую сеть системы теплоснабжения;
- защита системы отопления от заиливания в летний период с помощью кратковременного
периодического включения насосов и регулирующих клапанов;
- обеспечение циркуляции теплоносителя (бойлера) в системе отопления и контура ГВС;
- поддержание заданного статического давления в системах теплопотребления,
подключенных к системе теплоснабжения по независимой схеме;
- подключение к системе диспетчеризации по физическим каналам связи, а также
интеграция с системами индивидуального учета;
- коммерческий учет расхода тепловой энергии на отопление и подготовку ГВС, учет
горячей воды;
- возможность свободного перепрограммирования режимов автоматического управления в
зависимости от изменившихся технических условий и различных пожеланий заказчика;
- защита от несанкционированного вмешательства в настройки путем наличия
многоуровневой системы параллельного доступа.
Технические характеристики
Наименование
Значение
Схема подключения системы отопления
зависимая,независимая
Общая тепловая мощность, Гкал/ч
0,4 – 1,7
Диапазон нагрузок на отопление, Гкал/ч
0,2 – 1
Диапазон нагрузок на ГВС, Гкал/ч
0,2 – 0,7
Варианты температурных графиков
тепловой сети – t1/t2, °С
150/70, 130/70, 115/70, 105/70,
95/70
Варианты температурных графиков
системы отопления – t1/t2, °С
105/70, 95/70, 90/70
Температура теплоносителя в подающем
трубопроводе теплосети, °С
5 - 150
Температура теплоносителя в обратном
трубопроводе теплосети, °С
5 - 75
Давление в подающем трубопроводе
теплосети, МПа
до 1,6
Давление в обратном трубопроводе
теплосети, МПа
до 1,6
Для поддержания требуемого температурного графика в системе отопления
планируется установить регуляторы на отопление с датчиками наружного и внутреннего
воздуха. По соответствующей программе регулятор может осуществлять понижение
температуры воздуха в помещениях в ночные часы и выходные дни, что наиболее
актуально для зданий бюджетной сферы. Автоматизированное управление отопительной
нагрузкой
позволяет
получить
экономию
в
осенне-весенний
период,
когда
распространенной проблемой является наличие перетопов, связанное с особенностями
центрального
качественного
регулирования
тепловой
нагрузки
на
источниках
теплоснабжения. Общий вид автоматизированного теплового пункта приведен на рисунке
1.
Принципиальная
схема
установки
системы
автоматического
регулирования
отопительной нагрузки с циркуляционными насосами приведена на рисунке 2.
Методика расчёта эффективности мероприятия
Шаг 1. Фактическая часовая тепловая нагрузка здания на отопление составляет, Гкал/ч:
qч 
Q
,
z  24
(1)
где Q [Гкал] – годовое потребление тепловой энергии на отопление здания;
z [сут.]– продолжительность отопительного периода.
Шаг 2. Организация дежурного предполагает снижение температуры воздуха в
помещениях здания до
tвд  14 0С . Часовая нагрузка на отопление в данном случае
составит, Гкал/ч:
( tвд  tнср )
q  qч
,
( tв  tнср )
д
ч
(2)
где tнср [0С] – средняя температура наружного воздуха за отопительный период;
tв [0С] – расчетная температура воздуха в помещениях/
Шаг 3. Годовой расход тепловой энергии на отопление здания при организации
дежурного отопления и 9-ти часовом рабочем дне организации, Гкал:
Qд  ( qч  9  qчд  15 )z р  qчд  zв ,
(3)
где zр – количество рабочих дней в отопительном периоде; zв – количество выходных и
праздничных дней в отопительном периоде.
Шаг 4. Экономия тепловой энергии от внедрения дежурного отопления за отопительный
период, Гкал:
Qд  Q  Qд .
(4)
Шаг 5. Общая экономия тепловой энергии за счет организации автоматизированного
теплового пункта, Гкал:
Q  Qд  k  Q,
(5)
где k – коэффициент эффективности регулирования тепловой нагрузки в осенне-весенний
период.
Шаг 6. Годовая экономия в денежном выражении, тыс. руб.:
Исходные данные
Расчет отопления АБК по ул Олимпийская 1
(6)
Э  Q  Т  10 3 ,
где T [руб./Гкал]– тариф на тепловую энергию/
1. Годовая тепловая нагрузка на систему отопления здания – 138 Гкал.
2. Температура воздуха в помещении tр н - 20 оС.
3. Температура наружного воздуха за отопительный период составляет
tср. нар. = -8 оС.
4. Длительность отопительного периода z = 242 дня.
5. Тариф на тепловую энергию Т = 2262 руб.
6. Продолжительность рабочего дня – 9 часов.
7. Количество дней за отопительный период:


рабочих-162 дня,
нерабочих – 80 дней.
Расчет
Необходимо произвести расчет эффективности мероприятия в натуральном и денежном
выражении для здания с годовым потреблением тепловой энергии на цели отопления Q=138
Гкал. Узел учета тепловой энергии организован, что позволяет получать фактические данные о
потреблении тепловой энергии.
Фактическая часовая тепловая нагрузка здания составляет, Гкал/час:
q4
=
Q
z*24
=
138
=
0,024
242 *24
При организации дежурного отопления и снижения температуры воздуха в помещениях
в нерабочее время до 14 оС часовая нагрузка составит, Гкал/час:
qдч
=
q*
(tдв - tср н)
(tв - t
ср
н)
=
0,024 *
(14 - (-8))
=
((20 - (-8))
В отопительном периоде 2013 г. было 162 рабочих дней и 80 нерабочих.
0,019
Расход тепловой энергии на отопление здания при 9-ти часовом рабочем дне, Гкал:
Q д =(q * 9 + qдч * 15) * zр + qдч * z = (0,024 * 9 + 0,019 * 15) *162 + 0,019 * 80= 82,68
Экономия тепловой энергии от внедрения дежурного отопления за отопительный период,
Гкал:
∆ Q д = Q – Q д = 138 – 82,68 = 55,32
Общая экономия тепловой энергии при учете снижения теплопотребления на 7% за счет
устранения перетопов в осеннее - весенний период, Гкал:
∆ Q = ∆ Q д + k * Q = 55,32 + 0,07 * 138= 64,98
Годовая экономия в денежном выражении, тыс. руб.:
∆ Э = ∆ Q * T * 10-3 = 64,98 * 2262 * 10-3 = 146,98
Методика оценки срока окупаемости мероприятия
Зачастую для оценки инвестиционной привлекательности мероприятий по
энергосбережению и повышению энергетической эффективности достаточно
использовать такой критерий, как простой срок окупаемости. Срок окупаемости (англ.
Pay-Back Period) – период времени, необходимый для того, чтобы доходы, генерируемые
инвестициями, покрыли затраты на инвестиции. Например, если проект требует
инвестиций (исходящий денежный поток, англ. Cash Flow) в 2000 тыс. рублей и эти
инвестиции будут возвращаться по 1000 тыс. рублей в год, то можно говорить, что срок
окупаемости проекта составляет два года. При этом временная ценность денег (англ. Time
Value of Money) не учитывается. Этот показатель определяют последовательным расчётом
чистого дохода (англ. Present Value) для каждого периода проекта. Точка, в которой
чистый доход примет положительное значение, будет являться точкой окупаемости.
Однако у срока окупаемости есть недостаток. Заключается он в том, что этот
показатель игнорирует все поступления денежных средств после момента полного
возмещения первоначальных расходов. При выборе из нескольких инвестиционных
проектов, если исходить только из срока окупаемости инвестиций, не будет учитываться
объём прибыли, созданный проектами.
Простой срок окупаемости (количество периодов):
(1)
где Et – экономия в период времени (на этапе t), руб.; Inv – инвестиции (капитальные
вложения) в проект, руб.
При реализации мероприятия «Организация автоматизированного теплового пункта» в
здании за отопительный период достигается экономия в размере 146,98 тыс. руб
Объем инвестиций в данное мероприятие: разработка проекта 48 тыс.руб.
закупка оборудования 120 тыс. руб.
монтаж оборудования 52 тыс. руб.
Inv = 220
Таким образом, находим срок окупаемости мероприятия:
DP
=
Inv
∆Q
=
220
=
1,49 года
146,98
Срок окупаемости рекомендуется округлять до целых чисел, т.е. в данном случае
срок окупаемости составляет 2 года.
Заключение
При внедрении данного мероприятия экономия тепловой энергии за
отопительный период составит 55,32 Гкал., а годовая экономия в
денежном выражении составит 146,98 тыс. руб. Срок окупаемости
мероприятия составляет 2 года.