УДК658.264
АВТОНОМНЫЕ И ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
С. А. Ярковой1, Д. А. Коновалов2
1Магистрант гр.мПТ-91,yarkovoy48.36@gmail.com 2Д-ртехн.наук,профессор,dkonovalov@cchgeu.ru
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
Текущее состояние энергетического хозяйства, современные требования государственных органов в разделе экономии энергоресурсов, а также сам рынок энергоресурсов диктуют необходимость в новых подходах к обустройству новых и модернизации старых систем теплоснабжения. В рамках данной статьи будет рассмотрен становящийся популярным подход к замене централизованных систем теплоснабжения жилых зданий и сооружений на автономные при проектировании новых микрорайонов.
Ключевые слова: теплоснабжение, централизованное теплоснабжение, децентрализованное теплоснабжение.
В настоящее время вРоссийской Федерации имеется обширное наследство от СССР в виде теплоэнергетического хозяйства с имеющимися крупными сетями теплоснабжения и самими источниками теплоснабжения, такими как районные или квартальные котельные и ТЭЦ, которые уже в 1980 годуелилид между собой по 37,2 % и 42,5 % соответственно всех теплогенерирующих мощностей республик СССР [1].
Ввиду ежегодно увеличивающихся темпов вода жилья увеличивается и спрос на поставки тепловой энергии на обеспечение нужд новых потребителей. Немаловажным фактом является так же и износ существующих сетей и источнков теплоснабжения. Так, на сегодняшний день ресурс выработало 65% существующих трубопроводов теплосетей и 55% котельного оборудования.
Возникает немаловажный вопрос о дальнейшем пути развития теплоэнергетического хозяйства, учитывающего ужесточающиеся требования в части энергосбережения, экологии и экономической обоснованности. Главным образом, решение о централизации или децентрализации системы теплоснабжения того или иного района определит все дальнейшие технические решения, материальные вложения и экономический эффект, который будет отражаться на потребителях тепловой энергии.
108
Рис. 1. Рост расходов первичной энергии (по топливу) наотопление вновь построенных зданий, ПДж[2]
Внастоящий момент среди девелоперов возник повышенный спрос на децентрализованные системы теплоснабжения в связи с меньшей долей единоразовых инвестиций при создании таких систем в сравнении с централизоваными.
Вэтом случае все расходы, приходящиеся на строительство систем теплоснабжния, будут учтены в стоимости квадратного метра готвого жилья, что отбросит все проблемы застройщика, связанные с возвращением стоимости капиталовлжений в течении абсолютно неявных сроков или банального «дарения» дорог- стоящей системыресурсоснабжающим организациям.
Не менее важную проблему, которую может решить строительство децентрализованной системы — это обеспечение превышающих потребностей нового жилья в тепловой энергии в уже существующей городской застройке возможностей в её производстве и транспортировке на имеющихся мощностях теплосетей и источников теплоснабжения. Тем более с учётом износа теплоэнергетического хозяйства можно сказать и о невозможности безаварийно снабжать теплом и на изначальном проектном уровне мощностей.
Внастоящий момент имеет место быть отсутствие внятных общепринятых норм и подходов к использованию тех или иных систем теплоснабжении при проектировании реконструкции теплосетей или проектирования новых районов. При неимении чётких руководств возникают два основных момента, которые учитываются проектировщиками при выборе тех или иных решний:
109
а) вопрос о суммах капиталовложений, на которые может рассчитывать заказчик;
б) непосредственно пожелания заказчика видеть то или иное решение, обоснованное концепциейпредполагаемого ЖК.
Вслучае выбора решения по системе теплоснабжения собственных производственных площадей заказчик также обязательно будет учитывать и экономическую часть абонентской платы за единицу тепловой энергии, которую он будет платить в дальнейшем в холодный период года. Данный вопрос может не интересовать застройщиков жилья, но может способствовать присвоения предлагаемому ими жилья статуса энергоэффективного, что поможет увеличить стоимость квадратного метра и повысить интерес со стороны возможных покупателей.
Стандартизирование ОВ части проектных изысканий должно способствовать привлечению инвестиций в имеющиеся обширные тепловые сети централизованных систем теплоснабжения с целью их реконструкции и повышения энергоэффективности, а также оно должно исключить наиболее затратные, неэффективные вариации применения централизованного подключения тех или иных объектов, находящихся в наименее выгодном расположении потребитлей
иисточников теплоснабжения или имеющих наиболее высокий процент износа приэкономически невыгодной реконструкции рассматриваемых участков стей.
Всоответствии с [3] тепловой потокQоp , Вт, на отоплениезданий опре-
деляется по формуле
Qоp = qо.жFжn(1+ k ), |
(1) |
где qо.ж –укрупнённый показатель максимального расхода теплоты на |
|
отопление 1 м2 жилой площади принимается по таблице 1.13[], Вт/м2; F |
– жи- |
ж |
|
лая площадь приходящаяся на одного человека принимаетсяот 12 до 20 м2/чел; n – число жителей, чел; k – коэффициент учитывающий расход теплоты на отопление общественных зданий (при отсутствии точных данных рекомендуется принимать k = 0, 25 ).
По формуле (1) найдём:
Qоp = 79,4 15 4749 (1+0,25) = 7070073,75 Вт.
Тепловой поток Qгср.з.нВт, на горячее водоснабжение определяется по формуле
110
Qср.н = |
m(a +b) cв(tг −tх) |
, |
(2) |
|
|||
г.з |
86400 |
|
|
|
|
|
где m –расчётноеколичество потребителей (принимается по исходным данным), чел; a – норма потребления горячей воды, кг/сутки или л/сутки (для жилых зданий на 1 человека в сутки принимается по СНиП 02.04.01– 85 «Внутренний водопровод и канализация зданий»: a =110 л/сут для жилых домов оборудованных сидячими ваннами и душами,a =130 л/сут для жилых зданий повышенного благоустройства и для зданий высотой более 12 этажей); b – то же для общественных зданий района (при отсутствии данных принимают
b = 25 кг (л) в сутки на 1 человека);cв –теплоёмкость воды, 4190 Дж/(кгK); tг
– температура горячей воды принимается не менее 50°С и не более 75 °С для закрытых систем теплоснабжения (по СНиП 2.04.07.86 «Тепловые сети»), но
приведённые выше нормы расхода воды относятся к значению tг =55 °С; tх –температура холодной воды, °С (принимается летом 15 °С, зимой 5 °С).
По формуле (2) найдём:
|
|
4749 ( |
130 (55 −5) |
+ |
25 |
(55 − |
5) |
) 4190 (60 −5) |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
ср.н |
60 −5 |
|
|
60 −5 |
|
|||||
Qг.з |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
86400 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
=1784859,98 Вт. |
|
|
|
||||
|
Зимняя балансовая нагрузкаQбал |
, Вт вычисляется по формуле |
|
|
гв.з |
|
|
|
Qбал =1,2 |
Qср.н . |
(3) |
|
гв.з |
г.з |
|
Qбал |
=1,2 1784859,98 = 2141831,98 Вт. |
|
|
гв.з |
|
|
|
|
Расчётная максимальная нагрузка ГВС Qмакс , Вт вычисляется по фор- |
||
муле |
|
гв.з |
|
|
|
|
|
|
Qмакс = χ Qср.н , |
(4) |
|
|
гв.з |
г.з |
|
где χ –расчётныйкоэффициент часовой неравномерности, принимается в диапазоне 2,2–2,4;
111
По формуле (4) найдём:Qмакс = 2,4 1784859,98 = 4283663,95 Вт. |
|||
|
гв.з |
|
|
Суммарная тепловая нагрузкаQ∑ , Вт, будет равна |
|
||
Q = Q p +Qмакс . |
(5) |
||
∑ |
о |
гв.з |
|
Q∑ = 7070073,75 + 4283663,95 =11353737,70 Вт.
В данном случае мы видим, что для покрытия нужд данных многоквартирных домов при проектировании необходимо применить один из двух вариантов:
-получить тех. условия у ресурсоснабжающей организации на врезку в существующий трубопровод для получения 1,2 МВт тепловой энергии из мети централизованного теплоснабжения;
-спроектировать отдельно стоящую или крышную котельную той же мощности.
При запросе в ПАО «КВАДРА» тех. Условий было предложено реконструировать прилегающий участок теплосети с последующим подключением.
Так же был рассмотрен вариант покупки БМК пр-ва ООО «Стройтепломонтаж» с производством всех работ по монтажу и пуско-наладке данной организацией.
Сумма контрактов в данных двух случаях не отличались. Наиболее рациональным стал выбор подключения данного ЖК к существующим тепловым сетям ввиду того факта, что в данном случае застройщик сэкономил площадь, которую бы заняла отдельностоящая котельная, отдав её под наземный паркинг. На вводе в дом в техническом помещении ИТП был установлен современный блочный узел учёта и погодного регулирования с автоматикой производства
ООО«Данфосс», что и в настоящиймомент способствует бережному потреблнию тепловой энергии.
Литература
1.Богуславский, Л. Д. Технико-экономические основы проектирования систем теплоснабжения и вентиляции/ Л.Д. Богуславский, А.А. Симонова.–М.:
МИСИ, 1984. –80с.
2.Беляев, В. С. Энергоэффективность и теплозащита зданий: учеб. пособие / В.С. Беляев, Ю.Г. Граник, Ю.А. Матросов.–М.: АСВ, 2012.–399с.
112
2.Наумов,А.М. Источники и системы теплоснабженияпромышленных предприятий: учебное пособие для вузов / А.М Наумов.–Воронеж: ВГТУ, 2007.
–212 с.
113