Применение информационных технологий в управлении процессами потребления тепловой энергии объектами ЖКХ

УДК 62-536.66 Виноградов А.Н.

Владивосток

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УПРАВЛЕНИИ ПРОЦЕССАМИ ПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ОБЪЕКТАМИ ЖКХ

Аннотация. В докладе исследуются основные факторы, влияющие на экономическую эффективность приборного учета теплопотребления жилых домов городов Приморского края (г.Владивостока и г.Уссурийска) по результатам анализа данных, полученным с использованием информационноаналитического программно-аппаратного комплекса.

Ключевые слова: энергосбережение, энергоэффективность, информационно-аналитическая системы, регулирование теплопотребление

Постоянный рост тарифов побуждает жильцов многоквартирных домов искать способы энергосбережения, позволяющие снизить оплату за потребляемые энергоресурсы, в частности за отопление и горячую воду. В последние годы в г. Владивостоке идет прогрессирующий процесс установки приборов учета потребляемой тепловой энергии и горячей воды на жилых домах, которые позволяют количественно оценить теплопотребление, но не приносят энергосберегающего эффекта. Конечной целью жильцов многоквартирных домов, занимающихся проведением таких мероприятий, как организация коммерческого учета тепловой энергии, внедрение энергосберегающих систем автоматического регулирования теплопотребления, является снижение платежей за отопление. С учетом этого был проведен анализ архивных данных теплосчетчиков, установленных на жилых домах за последние несколько лет с использованием информационно-аналитической системы. В результате были выявлены основные четыре фактора, от которых существенно зависит экономический эффект от приборного учета потребляемых ресурсов:

- нормативные значения теплопотребления и тарифы;

- проект жилого дома;

- схема подключения теплового узла жилого дома к тепловой сети и температура теплоносителя;

- регулирование теплопотребления.

Рассмотрим более подробно каждый из этих факторов в отдельности.

Нормативные значения теплопотребления и тарифы.

Для оценки влияния данного фактора на оплату за отопление сравним нормативные значения и тарифы двух городов Приморского края - г.Владивостока и г.Уссурийска за 2012год, приведенные в таблице 1.

Таблица 1.

Город Норматив потребления, Гкал/м2 Тариф руб./Гкал Оплата за отопительный сезон руб./м2

ноябрь декабрь январь февраль март апрель

Владивосток 0,02396 0,03697 0,04232 0,03414 0,027 64 0,01719 1427,8 260

Уссурийск 0,03155 0,04806 0,05329 0,04300 0,03394 0,01960 2572,4 590

Из таблицы видно, что нормативы для г.Уссурийска выше в среднем на 20%, а с учетом тарифа при одинаковом теплопотреблении оплата за Гкал на 1 м2 в г.Уссурийске в 2,26 раза выше, чем в г.Владивостоке. Такое значительное различие объясняется, прежде всего, утвержденными теплоснабжающими организациями тарифами (в г.Уссурийске тариф в 1,8 раза больше).

Проект жилого дома.

В связи с тем, что нормативы потребления тепловой энергии одинаковы для всех домов г.Владивостока и г.Уссурийска, был проведен анализ фактического теплопотребления домов, объединенных по однотипным проектам, за отопительный сезон 2011-2012г. В таблице 2 приведены усредненные данные по теплопотреблению восьми домов четырех разных проектов г.Владивостока и четырнадцати домов одного проекта г.Уссурийска.

Таблица 2.

Проект дома Потребление Гкал/м2 1 * О о фактическое | п/

Нормативное Фактическое нормативное )

Владивосток

5эт. , панель 0,18221 0,14007 23

9 эт. , кирпич 0,18221 0,16693 8

9 эт. , панель 0,18221 0,13538 26

12эт., панель 0,18221 0,18054 1

Уссурийск

5эт. , панель 0,22944 0,12136 47

Как видно из таблицы 2, разброс фактического потребления домов в г.Владивостоке в зависимости от проекта достигает 26%. Теплопотребление домов одного проекта двух городов так же значительно отличаются. Не смотря на то, что для г.Уссурийска нормативное потребление домов больше, чем для г.Владивостока, фактическое потребление в среднем меньше на 13%.

Рассмотрим следующий фактор, который так же влияет на фактическое теплопотребление.

Схема подключения теплового узла жилого дома к тепловой сети и температура теплоносителя.

Поддержание комфортных условий в квартирах жилых домов обеспечивается регулированием отопительной нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха. Общеизвестно, что для этого в системах центрального отопления применяется качественный способ регулирования, предполагающий постоянство расхода теплоносителя при изменении температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха. Регулирование отпущенной тепловой энергии теплоисточник осуществляет изменением температуры по заданному графику, который зависит в частности от схем присоединения тепловых узлов жилых домов к тепловым сетям. В рассматриваемых городах на практике наибольшее распространение получили две схемы подключения теплового узла жилого дома к тепловой сети, представленные на рис. 1а и рис. 1б. В г.Владивостоке преимущественно используется схема открытая система теплопотребления. В такой системе теплоноситель используется как для отопления, так и для нужд горячего водоснабжения. Закрытая система, в которой теплоноситель используется только для отопления, представлена на рис. 1б., Эта система получила распространение в г.Уссурийске.

Из

теплосети

Система ^ отопления

теплосеть

В

а) б)

Рис.1

Принципиальное отличие данных систем состоит в том, что температура теплоносителя в открытой системе не должна быть ниже 55 градусов в соответствии с принятыми нормами, поэтому в переходный период, когда температура наружного воздуха колеблется около нуля градусов, в г.Владивостоке наблюдается перерасход отпуска тепловой энергии. На рис. 2а и 2б представлены графики фактической (б1ф) и нормативной (T1) температуры теплоносителя для открытой и закрытой систем г.Владивостока и г.Уссурийска соответственно.

Рис. 2б

При сопоставлении двух графиков видно, что в г.Владивостоке фактическая температура теплоносителя, поступающего в здания, в среднем выше на 10-15 градусов. На графике, представленном на рис. 2а, наблюдается слабовыраженный излом в точке 0 градусов температуры наружного воздуха, связанный с открытостью системы.

Регулирование теплопотребления.

Учитывая вышеприведенные факторы, жилые дома г.Владивостока стали оснащаться помимо приборов учета тепловой энергии и горячей воды автоматизированными системами погодного регулирования теплопотребления (рис. 3) . В основном этот процесс осуществляется за счет собственных средств жильцов и средств, выделяемых по программам капитального ремонта многоквартирных домов. Поскольку другие программы ещё не достаточно проработаны, жильцов, прежде всего, интересует окупаемость вложенных средств в регулирование и учет.

Рассматриваемые дома, относятся к так называемому «старому жилому фонду», в котором, как правило, наблюдается неравномерное распределение тепловой энергии, поэтому применение данной схемы с насосной группой позволило в некоторой степени решить вопрос с разбалансированностью системы отопления.

Рис.3

Недостаток таких систем в том, что отсутствует информация по фактической температуре внутри квартир жилого дома. Поэтому в процессе эксплуатации возникает необходимость корректировки настроечных параметров работы системы.

Для оперативного внесения изменений в настройки регуляторов систем погодного регулирования, установленных на жилых домах, сотрудниками лаборатории технической диагностики ИАПУ ДВО РАН была разработана программа, позволяющая производить настройку контроллера дистанционно из любого места c использованием сети Интернет. На рисунке 4 представлен пример интерфейса программы.

(Мониторинг и диспетчеризация Danfoss ECL210/310

Соединение Параметры отопления | Расписание | Праздники | Вход M-BUS | Архив | Аварии | Настройки |

-Дата и время прибора-

102.03.2013 14:42:00 -Л I* Переход

1

-Параметры регулирован* 5 80

->

30

I -1.25 1

S4

192

250

хр

999

ТП

250

М run

Nz

S8

Го

mioI41,|L4

< [Ж}

I Не двигается

-Режим прибора -

[Постоянная комфортная Т гэ

“График температуры подачи

-30 : j 35 Я 3 0: 49 3

-15: [б7 Я 3 5: 43 ±1

-5: |55 Я 3 15: 31 d

“Статус прибора -[комфорт

"3

-Управление выходами

Ml:

Р1:

Р2:

А1:

S2

[Автомат

[Автомат d

[Автомат d

[Автомат d

Уставка Твп:

I 192 ' _________

Р1:| Замкнут

1

(fo- .........

'Редактировать параметры — Г" Приостановить опрос

Записать в прибор

Сохранить настройки

Загрузить настройки

Сохранить в exel,,

Параметры отопления: Запрос статуса выхода Ml

Запрос 2 из 13: посылка

Ждем ответа: 1 из 10 сек

Рис.4

Данные, полученные с теплосчетчиков, позволяют оценить эффективность применения данных технологий энергосбережения в жилых домах и рассчитать окупаемость вложенных средств. В таблице 3 приведена выборка фактического теплопотребления однотипных домов г.Владивостока с установленными системами автоматического погодного регулирования (САР) и без их применения за 20112012г. отопительный сезон.

Таблица 3.

Адрес жилого дома г.Владивосток Нали- чие САР Площадь дома, м2 Потребление Гкал/м2 100 Ф фактическое ф ^ нормативное J

Норма- тивное Факти- ческое

5 эт. Панель

Маковского, 89 + 4 4 02 0,1822 0,1397 23

Кирова, 30 + 3227 0,1822 0,1205 34

пр. 100-летия Владивостоку, 135 + 3136 0,1822 0,1307 28

Русская, 37 3523 0,1822 0,1623 11

Русская, 68а 3535 0,1822 0,1332 27

Русская, 88а 2582 0,1822 0,1502 18

Бородинская, 15 3551 0,1822 0,1399 23

Русская, 58 37 63 0,1822 0,1437 21

9 эт. Панель

пр.100-летия Владивостоку, 84 + 2328 0,1822 0,1323 27

Енисейская, 22а + 2545 0,1822 0,1237 32

Енисейская, 15 + 2357 0,1822 0,1391 24

Енисейская, 139 + 2355 0,1822 0,1265 31

Енисейская, 8 2344 0,1822 0,1535 16

Енисейская, 19 2315 0,1822 0,1369 25

В заключение отметим, что в зависимости от отопительного сезона по имеющимся данным теплопотребления жилых домов применение систем автоматического регулирования позволяет экономить до 15% тепловой энергии.