Аналіз перспективних систем теплопостачання

Аналіз перспективних систем теплопостачання

У цій статті розглянуті питання, пов'язані з переходом систем централізованого теплопостачання на децентралізовану. Розглянуто позитивні і негативні сторони обох систем. Представлені результати проведеного зіставлення цих систем.

Орієнтація Українського енергетики, яка йде на теплофікацію і централізоване теплопостачання як основний спосіб задоволення теплових потреб міст і промислових центрів технічно і економічно себе виправдали. Проте в роботі систем централізованого теплопостачання та теплофікації є багато недоліків, невдалих технічних рішень, невикористаних резервів, які знижують економічність і надійність функціонування таких систем.

Виробничий характер структури систем централізованого теплопостачання (СЦТ) з ТЕЦ і котельнями, необґрунтованість масштабів підключення споживачів і практична некерованість режимами роботи СЦТ (джерела - теплові мережі - споживачі) значною мірою знецінили переваги централізованого теплопостачання. Якщо джерела теплової енергії ще порівнянні зі світовим рівнем, то аналіз в цілому СЦТ показує, що:

• технічна оснащеність і рівень технологічних рішень при будівництві теплових мереж відповідають станом 1960-х років, в той час як різко збільшилися радіуси теплопостачання, і відбувся перехід на нові типорозміри діаметрів труб;
• якість металу теплопроводів, теплоізоляція, запірна та регулювальна арматура, конструкції та прокладання теплопроводів значно поступається зарубіжним аналогам, що призводить до великих втрат теплової енергії в мережах;
• погані умови теплогидроизоляции теплопроводів та каналів теплових мереж сприяли підвищенню пошкоджуваності підземних теплопроводів, що призвело до серйозних проблем заміни обладнання теплових мереж;
• вітчизняне обладнання великих ТЕЦ відповідає середньому зарубіжного рів ню 1980-х років, і в даний час двигуни ТЕЦ характеризуються високою аварійністю, так як практично половина встановленої потужності турбін виробила розрахунковий ресурс;
• на діючих вугільних ТЕЦ відсутні системи очищення димових газів від NO_х і SO_х, а ефективність уловлювання твердих частинок часто не досягає необхідних значень;
• конкурентоспроможність СЦТ на сучасному етапі можна забезпечити тільки впровадженням спеціально нових технічних рішень, як по структурі систем, так і за схемами, обладнання енергоджерел і теплових мереж.

Крім того, приймаються на практиці традиційні режими роботи централізованого теплопостачання мають наступні недоліки:

• практична відсутність регулювання відпуску теплоти на опалення будівель в перехідні періоди, коли особливо великий вплив на тепловий режим опалюваних приміщень надають вітер, сонячна радіація, побутові тепловиділення;
• перевитрата палива і перетоп будівель в теплі періоди опалювального сезону;
• великі втрати тепла при його транспортуванні (близько 10%), а у багатьох випадках - набагато більше;
• нераціональний витрата електроенергії на перекачування теплоносія, обумовлений самим принципом центрального якісного регулювання;
• тривала експлуатація подаючих трубопроводів тепломережі в несприятливому режимі температур, що характеризується наростанням корозійних процесів та ін.

Сучасна система децентралізованого теплопостачання представляє складний комплекс функціонально взаємопов'язаного обладнання, що включає автономну теплогенеруючої встановлення та інженерні системи будівлі (гаряче водопостачання, системи опалення і вентиляції).

В останній час багато регіонів України проявляють інтерес до впровадження енергоефективної технології поквартирного теплопостачання багатоповерхових будинків, що представляє собою вид децентралізованого теплопостачання, при якому кожна квартира в багатоквартирному будинку обладнується автономною системою забезпечення теплом і гарячою водою. Основними елементами системи поквартирного опалення є опалювальний котел, опалювальні прилади, системи подачі повітря і відводу продуктів згоряння. Розводка виконується із застосуванням сталевої труби або сучасних теплопровідних систем - пластикових або металопластикових.

Об'єктивними передумовами впровадження автономних (децентралізованих систем теплопостачання є:

• відсутність в ряді випадків вільних потужностей на централізованих джерелах;
• ущільнення забудови міських районів об'єктами житла;
• крім того, значна частина забудови припадає на місцевості з розвиненою інженерної інфраструктурою;
• більш низькі капіталовкладення і можливість поетапного покриття теплових навантажень;
• можливість підтримки комфортних умов в квартирі за власним бажанням, що в свою чергу є більш привабливим порівняно з квартирами при централізованому теплопостачанні, температура в яких залежить від директивного рішення про початок та закінчення опалювального періоду;
• поява на ринку великої кількості різних модифікацій вітчизняних і імпортних (зарубіжних) теплогенераторів малої потужності.

Теплогенератори можуть розміщуватися на кухні, в окремому приміщенні на будь-якому поверсі (у тому числі горищному або підвальному) або в прибудові.

Найбільш поширена схема автономного (децентралізованого) теплопостачання включає в себе: одноконтурний або двоконтурний котел, циркуляційні насоси для опалення та гарячого водопостачання, зворотні клапани, закриті розширювальні баки, запобіжні клапани. При одноконтурною котлі для приготування гарячого водопостачання застосовується ємнісний або пластинчастий теплообмінник.

Переваги децентралізованого теплопостачання є:

• відсутність необхідності відводів землі під теплові мережі та котельні;
• зниження втрат теплоти через відсутність зовнішніх теплових мереж, зниження втрат мережної води, зменшення витрат на водопідготовку;
• значне зниження витрат на ремонт та обслуговування обладнання;
• повна автоматизація режимів споживання.

В автономних системах теплопостачання не рекомендується використовувати непідготовлену воду з водопроводу на увазі її агресивного впливу на елементи котла, що викликає необхідність у фільтрах і інших пристроях водопідготовки.

Серед експериментальних будівель, побудованих в російських регіонах, є як елітні будинки, так і будинки масової забудови.

Квартири в них коштують дорожче аналогічного житла з централізованим теплопостачанням. Однак рівень комфорту дає їм переваги на ринку нерухомості. Їх власники отримують можливість самостійно вирішити, скільки їм потрібно теплоти і гарячої води; зникає проблема сезонних та інших перебоїв у теплопостачанні.

Децентралізовані системи будь-якого виду дозволяють виключити втрати енергії при її транспортуванні (в результаті знижується вартість теплоти для кінцевого споживача), підвищити надійність систем опалення та гарячого водопостачання, провадити житлове будівництво там, де немає розвинених теплових мереж.

При всіх цих достоїнствах децентралізованого теплопостачання є і негативні сторони. У дрібних котелень, в тому числі і "дахових", висота димових труб, як правило, значно нижче, ніж у великих. При сумарному рівність теплової потужності величини викидів не змінюються, однак різко погіршуються умови розсіювання. Крім того, невеликі котельні розташовуються, як правило, поблизу житлової зони.
 

На користь централізованого теплопостачання слід також розглядати комбіноване виробництво теплової та електричної енергії на ТЕЦ. Справа полягає в тому, що зростання кількості автономних котелень однозначно не призведе до зниження споживання палива на ТЕЦ (за умови незмінної вироблення електроенергії). Це говорить про те, що в цілому по місту зростає споживання палива, рівень забруднення повітряного басейну збільшується.

При порівнянні варіантів одними з основних показників є такі види витрат. Вони наочно представлені в таблиці (див. вище). В якості підтвердження вищевикладеного нами був проведений розрахунок двох варіантів систем з централізованим і децентралізованим теплопостачанням одного кварталу.

Розглянутий квартал являє собою чотири 3-х секційних 5-поверхових житлових будинки. На поверсі кожної секції розташовані по чотири квартири загальною площею 70 м².

Припустимо, що даний район опалюється котельні з 3-я котлами КВГМ-4 на природному газі (I варіант). В якості II варіанту - індивідуальний газовий котел зі вбудованим проточним теплообмінником для приготування гарячої води. Залежність питомої вартості котла (DM/кВт) від встановленої потужності наведена на рис 1. При аналізі залежностей використовувалися дані для імпортних котлів.
 

Рис.1. Залежність питомої вартості котлів від встановленої потужності

Котли російського виробництва на 20-40% дешевше, залежно від фірми-виробника і фірми посередника. При визначенні основних техніко-економічних показників для децентралізованих систем теплопостачання необхідно враховувати витрати, пов'язані із збільшенням величини діаметрів газопроводів низького тиску, так як в цьому випадку зростають втрати газу. Але в цьому є позитивний фактор, який виступає на користь децентралізованого теплопостачання - відпадає необхідність в прокладанні теплових мереж.
 

Рис.2. Річний витрата палива при централізованому
(1 - без теплових втрат;
2-4 - відповідно при 10%-, 20%-, 30%-вих теплових втратах)
і децентралізованому
(відповідно мінімальні і максимальні теплові втрати)
теплопостачання

Розрахункові дані наочно представлені на рис. 2 та 3, з яких видно, що:

• річний витрата палива при децентралізованому теплопостачання знижується в середньому на 40-50%;
• знижуються витрати на обслуговування приблизно в 2,5-3 рази;
• витрати на електричну енергію в 3 рази;
• експлуатаційні витрати при децентралізованому теплопостачання також менше, ніж при централізованому теплопостачанні.

Застосування поквартирною системи теплопостачання багатоповерхових житлових будинків дозволяє повністю виключити втрати тепла в теплових мережах і при розподілі між споживачами, і значно знизити втрати на джерелі. Дозволить організувати індивідуальний облік та регулювання споживання теплоти в залежності від економічних можливостей і фізіологічних потреб. Поквартирне теплопостачання призведе до зниження одноразових капітальних вкладень і експлуатаційних витрат, а також дозволяє економити енергетичні і сировинні ресурси на вироблення теплової енергії і як наслідок цього, призводить до зменшення навантаження на екологічну обстановку.
 

Рис.3. Сумарні витрати при централізованому
(1 - без теплових втрат;
2-4 - відповідно при 10%-, 20%-, 30%-вих теплових втратах)
і децентралізованому
(відповідно мінімальні і максимальні теплові втрати)
теплопостачання

Поквартирна система теплопостачання є економічно, енергетично, екологічно ефективним вирішенням питання теплопостачання для багатоповерхових будинків. І все-таки, необхідно проводити всебічний аналіз ефективності застосування тієї чи іншої системи теплопостачання, беручи до уваги безліч факторів.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)