Управление теплопотреблением зданий и сооружений

Система оптимального теплопотребления СОТ в решении проблем эффективного управления энергетическими инженерными системами и энергосбережения

Тезисы

1. В имеющих место спорах о перспективности или нет систем централизованного теплоснабжения есть несколько наиважнейших аспектов. Один из основных заключается в том" на сколько она экономически эффективна в сквозном смысле" в смысле производство - потребление. В этом смысле реализованная в России система тепло- обеспечения на основе технологии совместной выработки электричества и тепла (технология ТЭЦ) вне конкуренции. Априорная её эффективность основана на том" что при выработке электрической энергии по законам термодинамики приходится отработанное тепло сбросить в так называемый "холодильник"" роль которого может играть система теплопотребления близлежащего населённого пункта. В каком - то смысле это тепло бросовое и по сути бесплатное.

Безусловно эти рассуждения приведены в рамках данных технологических условностей. Другое дело" что сама по себе исходная посылка автоматически не гарантирует эффективности реальной. Как во всякой высокотехнологической системе для её реализации требуется безусловное соблюдение многих условий и решение многих проблем. Одним из недостатков в развитии таких систем в прошлом в России было отделение технологий производства энергии от технологий её потребления.

Часто случалось" что преимущества" которые имели место при производстве могли быть нивелированными" а иногда и полностью перечёркнутыми из- за технологических недостатков в потреблении. В этой связи возникла задача преодоления такого несоответствия. Современные системы управления теплопотреблением и призваны решить на современном уровне эту задачу. В связи с принципиально высокими технико - экономическими показателями систем теплоснабжения на основе совместной выработки электрической и тепловой энергии (технология ТЭЦ) считается целесообразным рассмотрение комплекса вопросов об адаптации энергетической системы к современным требованиям.

2. При решении этой проблемы важно учесть современные требования" которые предъявляются к таким системам. Одним из главных условий" является возможность управления теплопотреблением со стороны пользователей" потребителей энергии. При реализации этой задачи возникает ряд проблем. Одна из главных - сохранение гидравлической устойчивости системы при переменных режимах теплопотребления.

Для решения этой проблемы необходимо рассмотрение методов управления со стороны потребителей так и корректировки принципиальных подходов к технологии регулирования теплопотребления в системе в целом. Одним из условий" предъявляемым к современным системам теплоснабжения" является возможность управления потреблением тепловыми ресурсами со стороны их потребителей. В связи с этим возникает проблема изменения во времени расходов теплоносителя в системе. Это влечёт за собой неустойчивость гидравлических параметров в системе в целом" что негативно" а иногда опасно сказывается на её функционировании.

3. Одним из коренных условий успешного функционирования протяжённых систем теплоснабжения является их гидравлическая устойчивость. В связи с переменным во времени гидравлическим режимом возникает необходимость с одной стороны прогнозирования поведения системы в этой ситуации" а с другой принятия мер по стабилизации гидравлических параметров. В связи с этим возникает вопрос о принципиальных подходах к методам регулирования в сети. Среди специалистов в этой области зреет мнение" что принцип качественного регулирования должен быть заменён на принцип качественно - количественного регулирования. Реализация этого принципа на практике требует реконструкции как на стороне потребления так и на стороне производства тепла.

Наиболее масштабной является проблема реконструкции систем потребления" в связи с большим количеством потребителей. В связи с этим проблема комплексного решения на максимально возможном современном уровне имеет первостепенное значение. Необходимо отметить" что современные инженерные системы здания имеют тенденцию заметного усложнения. Причём усложнение идёт высокими темпами" как минимум по двум причинам. Во первых в связи все усложняющейся его функциональностью. Во вторых в связи со всё возрастающими требованиями к параметрам среды обитания. По этим причинам так называемый "экстенсивный" вариант развития инженерных коммуникаций подошел практически к своему пределу. Дальнейшее их усложнение приводит к неоправданному увеличению цены" а также к снижению надёжности" безотказности" усложнению и удорожанию обслуживания" увеличению влияния так называемого "человеческого фактора" и т.д.

Кроме того в теплоэнергетических инженерных системах требуется разрешить комплекс проблем" увязывающих воедино решения специфических проблем гидравлики и теплотехники с проблемами автоматики и управления технологическими процессами. Современная микропроцессорная техника предоставляет в этом смысле большие возможности. Другим аспектом проблемы является оптимизация теплопотребления и разработка технологий автоматизации теплопотребления и связанной с этим возможности реализации задачи энергосбережения. В связи с этим всё более широкое распространение получают пункты автоматического регулирования в ИТП на основе так называемых активных узлов смешения. Современные средства автоматики вносят свой вклад в успешную работу таких узлов. В этой связи особый интерес вызывает практика применения подобных технологий. Технико - технологический аспект подобного оборудования является в каком то смысле внутренней технологической проблемой. Но экономический аспект внедрения таких систем является общественно - значимым фактором. На рис. 1 приведены экономические показатели за 6 лет эксплуатации реконструированного объекта теплопотребления. Объект представляет административное здание с проектной тепловой нагрузкой около 0"4 Гкал/час по отоплению. Однако сейчас" в связи с созреванием общественных предпосылок в повестку дня ставится решение задачи оснащения подобными системами управления объектов ЖКХ. В реализации этой задачи наряду с перечисленными проблемами возникают дополнительные специфические проблемы. К ним можно отнести:

" Отсутствие в существующей системе ЖКХ квалифицированного персонала для обслуживания и эксплуатации подобных систем; " Большое количество объектов; " Структурная неопределённость в системе предоставления сервисных услуг" в том числе и в энергетической сфере. Важным подспорьем для решения технико- технологических проблем в этой сфере явилось появление на рынке так называемой Системы оптимального теплопотребления (СОТ). В СОТ упор сделан на главные с точки зрения технологии аспекты. Это гибкое управление" автоматизация 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 из себя комплекс взаимно увязанных решений" реализующих задачу энерго- эффективного объекта.

У специалистов - проектировщиков в СОТ повышенный интерес вызывает проектные решения" связанные с проектированием систем с одной стороны эффективно и гибко управляемых" а с дугой - гидравлически устойчивых. У специалистов- энергетиков повышенный интерес вызывают применение компактных" практически не требующих обслуживания" 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 на сегодняшнем этапе модели энерго- эффективного здания и на своем участке потенциальную встраиваемость в комплекс инженерных коммуникаций объекта в рамках концепции "интеллектуальное здание". На рис. 2 изображён один из экранов компьютера СОТ. В последнее время всё большее распространение получают современные информационные технологии" позволяющие более эффективно решать на современном технологическом и эксплуатационном уровне проблемы оптимизации энергопотребления. Соединение в единый продукт современных возможностей по управлению теплопотреблением призвана так называемая Система оптимального теплопотребления (СОТ).

4. В некоторых регионах России существует практика применения СОТ на громоздких промышленных и гражданских объектах энергопотребления. Наработана статистика по эффективности СОТ и её надёжности.

5. В связи с реальным присутствием на рынке такого продукта появилась возможность при проектировании встраивать в энергетические инженерные системы объектов соответствующие проектные решения. Таким образом в концепцию "интеллектуального здания" может быть встроен специфический российский компонент" адаптированный к российской энергетической системе.

6. Другой стороной СОТ является то" что она по сути достраивает относительно высоко- технологичную систему совместного производства электрической и тепловой энергии до единый непротиворечивой технологической системы производства - потребления с новыми возможностями по сквозной эффективности.

7. Другой гранью СОТ является решение на современном уровне проблемы качественного обеспечения населения услугами ЖКХ в стержневой сфере энергоснабжения. В связи с наличием современных информационных технологий и связанных с этим возможностей" эксплуатация и обслуживание могут быть организованы на современном эффективном организационно- управленческом уровне.

Байтингер Николай Михайлович. Директор ЗАО НПО "Лайф Новосибирск" http://www.life.sibinfo.net E-mail: life@online.nsk.su Адрес: 630058. г. Новосибирск. ул. Русская 41. тел.: (383) 333-77-44" факс: 333-74-57.