CC BY
39
Данный ответ не отражает действительности, так как фактическая подвижность, в такой кинематической цепи равна единице, т.е. к кинематической цепи необходимо добавить ещё пять движений. Тогда:
px = 1 + 1 = 2 и fx = 1 - 2 + 61 = 5.
Сделав замену, на рис. 1, двух кинематических пар пятого класса - одной третьего, а другую второго класса получим механизм на рис. 2. Тогда подвижность будет: W = 61 - 5 0 - 4 0 -31-21-0 =1
Рис. 3 - Схема с рациональным выбором связей Фрагмент пространственного манипулятора на Рис. 4 и Рис. 5 имеет рациональную структуру.
Рис. 4 - Схема манипулятора с рациональным выбором связей в плоскости Подвижность кинематической цепи будет:
W = 6 3 - 51 - 41 - 3-2 - 21 - 0 = 1
Рис. 5 - Схема манипулятора с рациональным выбором связей в пространстве
Таким образом, техническое решение реального пространственного манипулятора с промежуточным звеном и оптимальной структурой должно предусматривать использование в качестве одной из промежуточных пар вместо традиционной одноподвижной пары кинематического соединения, разрешающего пять движений, что в принципе может быть технически реализовано, когда любая пара (А или В) исполняется составной с возможностью вращательной самоустановки в любом из основных звеньев посредством вкладыша-подшипника, образующего подвижное соединение с промежуточным звеном (Рис. 3).
Литература
1. Кожевников С.Н. Теория механизмов и машин. - М.: Высшая школа, 1973.
2. Балакин, П. Д. Схемное решение механизма шестикоординатного манипулятора / П. Д. Балакин, А. Х. Шамутдинов // Международный научно-исследовательский журнал. - 2013. - Ч. 1, № 6(13) - С.97-99.
3. Пат. №120599 РФ, МПК B25J1/00. Пространственный механизм / Балакин П.Д., Шамутдинов А.Х. Заявка №2011153160/02, 26.02.2011. Опубл. 27.09.2012, Бюл. №27.
4. Люкшин, В. С. Теория винтовых поверхностей в проектировании режущих инструментов / В. С. Люкшин. - М. : Машиностроение, 1967. - 372 с.
References
S.N. Kozhevnikov. Theory of mechanisms and machines. - M .: Higher School, 1973.
Balakin, P.D. Schematic mechanism shestikoordinatnogo manipulator / P.D. Balakin, A.H. Shamutdinov // International Research 2013 - Part 1, № 6 (13) - S.97-99.
Pat. №120599 RF V25J1 IPC / 00. Spatial gear / Balakin P.D. Shamutdinov A.H. Application №2011153160 / 02, 26.02.2011.
Publ. 27.09.2012, Bull. №27.
4. Lukshin, V.S. Theory of helical surfaces in the design of cutting tools / V.S. Lukshin. - M: Mechanical Engineering, 1967. - 372 p.
1.
2.
Journal
3.
Барановская А.Э.
Специалист ЗАО «Промышленное и гражданское строительство»
ФАКТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ РФ НА ПРИМЕРЕ РАЙОНОВ С РЕЗКО-КОНТИНЕНТАЛЬНЫМ КЛИМАТОМ
Аннотация
В статье рассмотрено современное состояние систем централизованного теплоснабжения РФ. Обосновано, что проблемы регулирования и некачественная тепловая изоляция являются основными источниками потенциала энергосбережения.
Ключевые слова: Теплофикация, эффективность, недогрев, моделирование, объекты, теплота.
16
Baranovskaja A.E.
Specialist of "Industrial and civil construction"
THE ACTUAL STATE OF THE DISTRICT HEATING SYSTEMS OF THE RUSSIAN FEDERATION ON THE EXAMPLE
OF AREA WITH A SHARPLY CONTINENTAL CLIMATE
Abstract
The article deals with the current state of the district heating systems of the Russian Federation. It is proved that the problem of regulation and poor-quality thermal insulation are the main sources of energy saving potential.
Keywords: District heating, efficiency, subcooling, modeling, objects, heat.
Согласно действующих норм качество теплоснабжения должно выполняться вне зависимости от погодных и временных условий [1-3]. Однако, в настоящее время повсеместно наблюдается недогрев и перегрев потребителей тепла [4].
Анализ потребления тепловой энергии потребителями города Читы Забайкальского края, оборудованными приборами учета тепловой энергии, показал значительное отклонение реального теплопотребления от расчетных значений. [5-9]
Значительное снижение энергоэффективности систем централизованного теплоснабжения связано с частичным прекращением центрального качественного регулирования тепловой нагрузки систем теплоснабжения [10-13]. Серьезные осложнения в работе магистральных теплопроводов связаны с изменением их гидравлического режима вследствие увеличения циркуляционного расхода сетевой воды и большими ее утечками в абонентских системах.[14] Наиболее ощутимо это проявляется в изменении пьезометрического графика системы теплоснабжения, снижении располагаемых перепадов давлений и ухудшении теплоснабжения удаленных потребителей. Которые зачастую переходят на альтернативные источники энергии. [15-22]
В местных тепловых пунктах абонентов при пониженном температурном режиме открытых систем теплоснабжения в связи с использованием для горячего водоснабжения сетевой воды только из подающей магистрали теплосети исключаются из работы и приходят в негодность регуляторы температуры. При восстановлении стандартного температурного режима теплосети восстановление нормального режима горячего водоснабжения становится вследствие этого практически невозможным.
Кроме представленных выше, можно выделить следующие причины неоптимальной работы системы транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии.
1. Разрегулировка абонентов друг относительно друга вследствие их разноудаленности от источника теплоснабжения. Конфигурация тепловой сети может иметь сложный вид, абоненты расположены на разных расстояниях от источников теплоснабжения. К примеру, не в самой большой системе теплоснабжения г. Читы запаздывание температурных откликов различных лучей теплосетей составляет от 1 до 8 часов [23].
2. Отсутствие комплексного учета воздействующих на эффективность теплоснабжения факторов при формировании графиков отпуска тепла от источников теплоснабжения. К таким факторам можно отнести погодные условия, суточное изменение нагрузки ГВС, потери тепла на участках тепловой сети, инерционное запаздывание теплоносителя, аккумулирующую способность зданий, техническое состояние теплосети, а также множество схем абонентских вводов и неоднородность у различных потребителей соотношения разных видов тепловой нагрузки.
3. Установка местных и индивидуальных средств автоматики. Потребители тепла самостоятельно устанавливают на вводах и перед отопительными приборами средства автоматического регулирования, что никак не учитывается на источниках теплоснабжения. Результаты испытаний и расчетов [24-30] показывают экономическую целесообразность энергосбережения путем индивидуального автоматического регулирования отопительных приборов и оборудования абонентских вводов автоматическими узлами управления, но только для конкретного абонента, а не всей системы в целом. Срок окупаемости капитальных затрат, включающих затраты на закупку оборудования, составляет 2-3 года. Небольшой срок окупаемости является положительным фактором стимулирования установки автоматических узлов управления индивидуальными потребителями.
4. В связи с большим разнообразием условий эксплуатации оборудования, режимов его работы, характер динамики изменений технического состояния элементов и контролируемых параметров является случайным. И поэтому, с учетом приведенных выше факторов требует оптимизации отпуска теплоты от ТЭЦ потребителям. [31-33]
В современной технической литературе приводятся различные способы решения рассматриваемой проблемы неоптимальной работы системы транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии вследствие разветвленности и разной инерционности участков тепловых сетей, а также влияния различной степени автоматизации потребителей тепловой энергии и разнородности их тепловых нагрузок, целиком либо ее составных частей. Предметом исследования в них является система транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии. По целям и задачам исследования их можно разделить на три группы: технические изменения системы транспортировки [13-22], распределения и потребления тепловой энергии, новые подходы к построению графиков центрального регулирования и программные методы оптимизации [31-43]. Фактическое внедрение данных методов сопряжено с множеством проблем и не нашло массового применения.
В результате можно сделать следующий вывод: к основным причинам неоптимальной работы современных систем транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии России можно отнести разветвленность и разную инерционность участков тепловых сетей, а также влияние различной степени автоматизации потребителей тепловой энергии и разнородности их тепловых нагрузок, не учитываемые в графиках центрального регулирования.
Литература
1. Петин В.В. Современные технологии использования электрической энергии в системах централизованного теплоснабжения / В.В. Петин, А.Г. Батухтин, А.В. Калугин, П.Г. Сафронов. // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2010. - №4. - С. 32-38.
2. Калугин А.В. Применение технологии тепловых насосов для повышения эффективности методов оптимизации отпуска теплоты / А.В. Калугин, А.Г. Батухтин, С.Г. Батухтин. // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2011. № 1. - С. 201-203.
3. Батухтин А.Г. Моделирование современных систем централизованного теплоснабжения / А.Г. Батухтин, А.В. Калугин. // Вестник ИрГТУ, 2011. - Т. 55. -№8. - С. 84-91.
4. Шарапов В.И. Особенности теплоснабжения городов при дефиците топлива на электростанциях / В.И. Шарапов. // Электрические станции. - 1999. - № 10. - С. 63-66.
5. Батухтин А.Г. Применение оптимизационных моделей функционирования систем теплоснабжения для снижения себестоимости тепловой энергии и увеличения располагаемой мощности станции / А.Г. Батухтин, В.В. Маккавеев // Промышленная энергетика 2010. - №3. С. 7-8.
6. Батухтин А.Г. Методы повышения эффективности и увеличения располагаемой мощности систем централизованного теплоснабжения / А.Г. Батухтин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2010. - №1. - С. 189-192.
7. Батухтин А.Г. Методы повышения эффективности функционирования современных систем транспортировки, распределения и потребления тепловой энергии // А.Г. Батухтин, М.С. Басс, С.Г. Батухтин / Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2009. - №2. - С. 199-202.
8. Маккавеев В.В. О проблеме ненормативного отпуска теплоты потребителям / В.В. Маккавеев, С.А. Иванов, А.Г. Батухтин // Промышленная энергетика. - 2010. - № 7. - С. 12-14.
9. Батухтин А.Г. Анализ методов повышения эффективности систем централизованного теплоснабжения / А.Г. Батухтин, В.В.
17
Пинигин, М.В. Кобылкин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2012. №3-2. С. 45-51.
10. Иванов С.А. Повышение эффективности работы ТЭЦ: оптимизация отпуска теплоты потребителю: монография / С.А. Иванов, А.Г. Батухтин, О.Е. Куприянов. - Новосибирск: Наука, 2008. - 80 с.
11. Маккавеев В.В. Оптимизация отпуска теплоты при качественно-количественном регулировании открытых системах теплоснабжения: монография / В.В. Маккавеев, О.Е. Куприянов, А.Г. Батухтин. - Чита: ЧитГУ, 2009. - 132 с.
12. Батухтин А.Г. Особенности моделирования современных систем централизованного теплоснабжения: монография / А.Г. Батухтин. - Чита: ЗабГУ, 2012. - 128 с.
13. Батухтин А.Г. Разработка критериев и методов совершенствования систем централизованного теплоснабжения функционирующих в условиях резкоконтинентального климата: монография / А.Г. Батухтин. - Чита: ЗабГУ, 2013. - 216 с.
14. Басс М.С. Проблемы нормирования тепловых потерь в тепловых сетях на примере г. Чита / М.С. Басс, А.Г. Батухтин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2009. - №4. - С. 177-183.
15. Сафронов П.Г. Использование теплового насоса в тепловых схемах тепловых электростанций / П.Г. Сафронов, А.Г. Батухтин, С.А. Иванов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2009. - №2. - С. 202-204.
16. Батухтин А.Г. Обеззараживание воды в системах централизованного теплоснабжения / А.Г. Батухтин, В.В. Петин, И.Ф. Суворов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2010. - №1. - С. 209-212.
17. Батухтин А.Г. Использование тепловых насосов для повышения тепловой мощности и эффективности существующих систем централизованного теплоснабжения / А.Г. Батухтин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2010. - №2. - С. 28-33.
18. Петин В.В. Современные технологии использования электрической энергии в системах централизованного теплоснабжения / В.В. Петин, А.Г. Батухтин, А.В. Калугин, П.Г. Сафронов // Научно-технические ведомости СпбГПУ. - Санкт Петербург: пб. - 2010. -№ 4. - С. 32-38.
19. Батухтин А.Г. Особенности моделирования работы в течение суток установок гелионагрева абонентских вводов потребителей тепловой энергии / А.Г. Батухтин // Научно-технические ведомости СпбГПУ. - 2010. - № 4. - С. 50-58.
20. Батухтин А.Г. Современные методы повышения эффективности совместной работы установок гелиоотопления и систем централизованного теплоснабжения / А.Г. Батухтин, С.Г. Батухтин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2009. - №3. - С. 4853.
21. Петин В.В. Комплексное использование инновационных методов обработки воды в системе "ТЭЦ-потребитель" / В.В. Петин, А.Г. Батухтин, Ю.В. Дорфман // Научно-технические ведомости СпбГПУ. - 2011. -№1. - С. 63-69.
22. Батухтин А.Г. Современные способы модернизации существующих систем теплоснабжения / А.Г. Батухтин, М.В. Кобылкин, А.В. Миткус, В.В. Петин // МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЖУРНАЛ. - 2013. №7 (14) Часть 2 С.- 40-45.
23. Иванов С.А. Оптимизация отпуска теплоты от источника теплоснабжения с учетом функционирования тепловых сетей и потребителей тепловой энергии как один из методов энергосбережения / С.А. Иванов, А.Г. Батухтин, В.В. Маккавеев // Вестник Забайкальского центра РАЕН. - 2008. - №1. - С. 80-83.
24. Батухтин А.Г. Автоматизированная система регулирования расхода теплоносителя для теплоснабжения групп потребителей / А.Г. Батухтин, М.В. Кобылкин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2013. №2. С. 68-72.
25. Басс М.С. Методические вопросы оценки эффективности систем централизованного теплоснабжения / М.С. Басс, А.Г. Батухтин, С.А. Требунских // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2013. №2. С. 80-84.
26. Горячих Н.В. Использование факторного анализа для оптимизации режимов работы систем теплоснабжения / Н.В. Горячих, А.Г. Батухтин // Промышленная энергетика. - 2013. - № 9. С. 26-30.
27. Батухтин А.Г. Повышение эффективности современных систем теплоснабжения / А.Г. Батухтин, С.А. Иванов, М.В. Кобылкин, А.В. Миткус // Вестник Забайкальского государственного университета. - Чита: ЗабГУ. - 2013. - №9(100). С. 112-120.
28. Иванов С.А. Метод повышения электрической мощности турбин / С.А. Иванов, А.Г. Батухтин, Н.В. Горячих // Промышленная энергетика. - 2009. - № 12. - С. 13-15.
29. Иванов С.А. Оптимизация систем централизованного теплоснабжения / С.А. Иванов, А.Г. Батухтин, Н.В. Горячих // Вестник Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности т. 14, №3. Санкт-Петербург - Чита. 2009. - С. 102 - 104.
30. Горячих Н.В. Некоторые методы повышения маневренности ТЭЦ / Н.В. Горячих, А.Г. Батухтин, С.А. Иванов // Теплоэнергетика. - 2010. - №10. - С. 69-73.
31. Батухтин А.Г. Особенности математических моделей современных теплопотребляющих установок в системах централизованного теплоснабжения / А.Г. Батухтин // Научно-технические ведомости СпбГПУ. - 2011. - № 1. - С. 250-255.
32. Батухтин А.Г. Особенности диспетчеризации современных систем теплоснабжения / А.Г. Батухтин // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2011. - №1. - С. 198-201.
33. Иванов С.А. Методика расчета параметров потребителя при качественно-количественном регулировании в открытых системах централизованного теплоснабжения / С.А. Иванов, А.Г. Батухтин, В.В. Маккавеев // Промышленная энергетика. - 2008. -№ 4. - С. 13-15.
34. Иванов С.А. Расчет суточного графика отпуска теплоты от источника теплоснабжения при качественно-количественном регулировании в открытых системах централизованного теплоснабжения / С.А. Иванов, А.Г. Батухтин, В.В. Маккавеев // Промышленная энергетика. - 2008. - № 5. - С. 32-34.
35. Маккавеев В.В. Практическое применение некоторых методик оптимизации режимов отпуска теплоты / В.В. Маккавеев, О.Е. Куприянов, А.Г. Батухтин // Промышленная энергетика. - 2008. - № 10. - С. 23-27.
36. Маккавеев В.В. Математическая модель ряда абонентских вводов закрытых систем теплоснабжения / В.В. Маккавеев, А.Г. Батухтин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - 2009. - №3. - С. 200 - 207.
37. Сафронов П.Г. Способ увеличения экономичности основного оборудования ТЭЦ / П.Г. Сафронов, С.А. Иванов, А.Г. Батухтин, И.Ю. Батухтина // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2010. - №1. - С. 175-178.
38. Батухтин Оптимизация отпуска теплоты от ТЭЦ на основе математического моделирования с учетом функционирования различных типов потребителей: Автореф. дис. канд. техн. наук. Улан - Удэ.: ВСГТУ, 2005 - 16 с.
39. Батухтин А.Г. Оптимизация отпуска теплоты от ТЭЦ на основе математического моделирования с учетом функционирования различных типов потребителей: Дис. канд. техн. наук. Улан - Удэ.: ВСГТУ, 2005.
40. Батухтин А.Г. Современные методы совершенствования систем централизованного теплоснабжения: монография / А.Г. Батухтин. - Чита: ЗабГУ, 2014. - 338 с.
41. Басс М.С. Комплексный подход к оптимизации функционирования современных систем теплоснабжения / М.С. Басс, А.Г. Батухтин // Теплоэнергетика. - 2011. - №8. - С. 55-57.
42. Пинигин В.В. Обоснование способов снижения вредных выбросов ТЭС c использованием эксергетического анализа / В.В. Пинигин, А.Г. Батухтин - Саабрюкен (Германия): Изд-во LAP LAMBERT, 2013. - 265 С.
43. Батухтин А.Г. Особенности совместной работы установок гелионагрева и систем централизованного теплоснабжения: монография / А.Г. Батухтин. - Чита: ЗабГУ, 2011. - 155 с.
References
1. Petin V.V. Sovremennye tehnologii ispol'zovanija jelektricheskoj jenergii v sistemah centralizovannogo teplosnabzhenija / V.V. Petin, A.G. Batuhtin, A.V. Kalugin, P.G. Safronov. // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. 2010. - №4. - S. 32-38.
18
2. Kalugin A.V. Primenenie tehnologii teplovyh nasosov dlja povyshenija jeffektivnosti metodov optimizacii otpuska teploty / A.V. Kalugin, A.G. Batuhtin, S.G. Batuhtin. // Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka. 2011. № 1. - S. 201-203.
3. Batuhtin A.G. Modelirovanie sovremennyh sistem centralizovannogo teplosnabzhenija / A.G. Batuhtin, A.V. Kalugin. // Vestnik IrGTU, 2011. - T. 55. -№8. - S. 84-91.
4. Sharapov V.I. Osobennosti teplosnabzhenija gorodov pri de-ficite topliva na jelektrostancijah / V.I. Sharapov. // Jelektricheskie stancii. -1999. - № 10. - S. 63-66.
5. Batuhtin A.G. Primenenie optimizacionnyh modelej funkcionirovanija sistem teplosnabzhenija dlja snizhenija sebestoimosti teplovoj jenergii i uvelichenija raspolagaemoj moshhnosti stancii / A.G. Batuhtin, V.V. Makkaveev // Promyshlennaja jenergetika 2010. - №3. S. 7-8.
6. Batuhtin A.G. Metody povyshenija jeffektivnosti i uvelichenija raspolagaemoj moshhnosti sistem centralizovannogo teplosnabzhenija / A.G. Batuhtin // Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka. - 2010. - №1. - S. 189-192.
7. Batuhtin A.G. Metody povyshenija jeffektivnosti funkcionirovanija sovremennyh sistem transportirovki, raspredelenija i potreblenija teplovoj jenergii // A.G. Batuhtin, M.S. Bass, S.G. Batuhtin / Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka. - 2009. - №2. - S. 199202.
8. Makkaveev V.V. O probleme nenormativnogo otpuska teploty potrebiteljam / V.V. Makkaveev, S.A. Ivanov, A.G. Batuhtin // Promyshlennaja jenergetika. - 2010. - № 7. - S. 12-14.
9. Batuhtin A.G. Analiz metodov povyshenija jeffektivnosti sistem centralizovannogo teplosnabzhenija / A.G. Batuhtin, V.V. Pinigin, M.V. Kobylkin // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. - 2012. №3-2. S. 45-51.
10. Ivanov S.A. Povyshenie jeffektivnosti raboty TJeC: optimizacija otpuska teploty potrebitelju: monografija / S.A. Ivanov, A.G. Batuhtin,
O.E. Kuprijanov. - Novosibirsk: Nauka, 2008. - 80 s.
11. Makkaveev V.V. Optimizacija otpuska teploty pri kachestvenno-kolichestvennom regulirovanii otkrytyh sistemah teplosnabzhenija: monografija / V.V. Makkaveev, O.E. Kuprijanov, A.G. Batuhtin. - Chita: ChitGU, 2009. - 132 s.
12. Batuhtin A.G. Osobennosti modelirovanija sovremennyh sistem centralizovannogo teplosnabzhenija: monografija / A.G. Batuhtin. -Chita: ZabGU, 2012. - 128 s.
13. Batuhtin A.G. Razrabotka kriteriev i metodov sovershenstvovanija sistem centralizovannogo teplosnabzhenija funkcionirujushhih v uslovijah rezkokontinental'nogo klimata: monografija / A.G. Batuhtin. - Chita: ZabGU, 2013. - 216 s.
14. Bass M.S. Problemy normirovanija teplovyh poter' v teplovyh setjah na primere g. Chita / M.S. Bass, A.G. Batuhtin // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. - 2009. - №4. - S. 177-183.
15. Safronov P.G. Ispol'zovanie teplovogo nasosa v teplovyh shemah teplovyh jelektrostancij / P.G. Safronov, A.G. Batuhtin, S.A. Ivanov // Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka. - 2009. - №2. - S. 202-204.
16. Batuhtin A.G. Obezzarazhivanie vody v sistemah centralizovannogo teplosnabzhenija / A.G. Batuhtin, V.V. Petin, I.F. Suvorov // Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka. - 2010. - №1. - S. 209-212.
17. Batuhtin A.G. Ispol'zovanie teplovyh nasosov dlja povyshenija teplovoj moshhnosti i jeffektivnosti sushhestvujushhih sistem centralizovannogo teplosnabzhenija / A.G. Batuhtin // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. - 2010. - №2. - S. 28-33.
18. Petin V.V. Sovremennye tehnologii ispol'zovanija jelektricheskoj jenergii v sistemah centralizovannogo teplosnabzhenija / V.V. Petin, A.G. Batuhtin, A.V. Kalugin, P.G. Safronov // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SpbGPU. - Sankt Peterburg: pb. - 2010. - № 4. - S. 32-38.
19. Batuhtin A.G. Osobennosti modelirovanija raboty v techenie sutok ustanovok gelionagreva abonentskih vvodov potrebitelej teplovoj jenergii / A.G. Batuhtin // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SpbGPU. - 2010. - № 4. - S. 50-58.
20. Batuhtin A.G. Sovremennye metody povyshenija jeffektivnosti sovmestnoj raboty ustanovok geliootoplenija i sistem centralizovannogo teplosnabzhenija / A.G. Batuhtin, S.G. Batuhtin // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. - 2009. - №3. - S. 48-53.
21. Petin V.V. Kompleksnoe ispol'zovanie innovacionnyh metodov obrabotki vody v sisteme "TJeC-potrebitel"' / V.V. Petin, A.G. Batuhtin, Ju.V. Dorfman // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SpbGPU. - 2011. -№1. - S. 63-69.
22. Batuhtin A.G. Sovremennye sposoby modernizacii sushhestvujushhih sistem teplosnabzhenija / A.G. Batuhtin, M.V. Kobylkin, A.V. Mitkus, V.V. Petin // MEZhDUNARODNYJ NAUChNO-ISSLEDOVATEL''SKIJ ZhURNAL. - 2013. №7 (14) Chast' 2 S.- 40-45.
23. Ivanov S.A. Optimizacija otpuska teploty ot istochnika teplosnabzhenija s uchetom funkcionirovanija teplovyh setej i potrebitelej teplovoj jenergii kak odin iz metodov jenergosberezhenija / S.A. Ivanov, A.G. Batuhtin, V.V. Makkaveev // Vestnik Zabajkal'skogo centra RAEN. - 2008. - №1. - S. 80-83.
24. Batuhtin A.G. Avtomatizirovannaja sistema regulirovanija rashoda teplonositelja dlja teplosnabzhenija grupp potrebitelej / A.G. Batuhtin, M.V. Kobylkin // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. - 2013. №2. S. 68-72.
25. Bass M.S. Metodicheskie voprosy ocenki jeffektivnosti sistem centralizovannogo teplosnabzhenija / M.S. Bass, A.G. Batuhtin, S.A. Trebunskih // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. - 2013. №2. S. 80-84.
26. Gorjachih N.V. Ispol'zovanie faktornogo analiza dlja optimizacii rezhimov raboty sistem teplosnabzhenija / N.V. Gorjachih, A.G. Batuhtin // Promyshlennaja jenergetika. - 2013. - № 9. S. 26-30.
27. Batuhtin A.G. Povyshenie jeffektivnosti sovremennyh sistem teplosnabzhenija / A.G. Batuhtin, S.A. Ivanov, M.V. Kobylkin, A.V. Mitkus // Vestnik Zabajkal'skogo gosudarstvennogo universiteta. - Chita: ZabGU. - 2013. - №9(100). S.112-120.
28. Ivanov S.A. Metod povyshenija jelektricheskoj moshhnosti turbin / S.A. Ivanov, A.G. Batuhtin, N.V. Gorjachih // Promyshlennaja jenergetika. - 2009. - № 12. - S. 13-15.
29. Ivanov S.A. Optimizacija sistem centralizovannogo teplosnabzhenija / S.A. Ivanov, A.G. Batuhtin, N.V. Gorjachih // Vestnik Mezhdunarodnoj akademii nauk jekologii i bezopasnosti zhiznedejatel'nosti t. 14, №3. Sankt-Peterburg - Chita. 2009. - S. 102 - 104.
30. Gorjachih N.V. Nekotorye metody povyshenija manevrennosti TJeC / N.V. Gorjachih, A.G. Batuhtin, S.A. Ivanov // Teplojenergetika. -2010. - №10. - S. 69-73.
31. Batuhtin A.G. Osobennosti matematicheskih modelej sovremennyh teplopotrebljajushhih ustanovok v sistemah centralizovannogo teplosnabzhenija / A.G. Batuhtin // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SpbGPU. - 2011. - № 1. - S. 250-255.
32. Batuhtin A.G. Osobennosti dispetcherizacii sovremennyh sistem teplosnabzhenija / A.G. Batuhtin // Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka. - 2011. - №1. - S. 198-201.
33. Ivanov S.A. Metodika rascheta parametrov potrebitelja pri kachestvenno-kolichestvennom regulirovanii v otkrytyh sistemah centralizovannogo teplosnabzhenija / S.A. Ivanov, A.G. Batuhtin, V.V. Makkaveev // Promyshlennaja jenergetika. - 2008. - № 4. - S. 13-15.
34. Ivanov S.A. Raschet sutochnogo grafika otpuska teploty ot istochnika teplosnabzhenija pri kachestvenno-kolichestvennom regulirovanii v otkrytyh sistemah centralizovannogo teplosnabzhenija / S.A. Ivanov, A.G. Batuhtin, V.V. Makkaveev // Promyshlennaja jenergetika. - 2008. -№ 5. - S. 32-34.
35. Makkaveev V.V. Prakticheskoe primenenie nekotoryh metodik optimizacii rezhimov otpuska teploty / V.V. Makkaveev, O.E. Kuprijanov, A.G. Batuhtin // Promyshlennaja jenergetika. - 2008. - № 10. - S. 23-27.
36. Makkaveev V.V. Matematicheskaja model' rjada abonentskih vvodov zakrytyh sistem teplosnabzhenija / V.V. Makkaveev, A.G. Batuhtin // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. - 2009. - №3. - S. 200 - 207.
37. Safronov P.G. Sposob uvelichenija jekonomichnosti osnovnogo oborudovanija TJeC / P.G. Safronov, S.A. Ivanov, A.G. Batuhtin, I.Ju. Batuhtina // Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka. - 2010. - №1. - S. 175-178.
38. Batuhtin Optimizacija otpuska teploty ot TJeC na osnove matematicheskogo modelirovanija s uchetom funkcionirovanija razlichnyh tipov potrebitelej: Avtoref. dis. kand. tehn. nauk. Ulan - Udje.: VSGTU, 2005 - 16 s.
19
39. Batuhtin A.G. Optimizacija otpuska teploty ot TJeC na osnove matematicheskogo modelirovanija s uchetom funkcionirovanija razlichnyh tipov potrebitelej: Dis. kand. tehn. nauk. Ulan - Udje.: VSGTU, 2005.
40. Batuhtin A.G. Sovremennye metody sovershenstvovanija sistem centralizovannogo teplosnabzhenija: monografija / A.G. Batuhtin. -Chita: ZabGU, 2014. - 338 s.
41. Bass M.S. Kompleksnyj podhod k optimizacii funkcionirovanija sovremennyh sistem teplosnabzhenija / M.S. Bass, A.G. Batuhtin // Teplojenergetika. - 2011. - №8. - S. 55-57.
42. Pinigin V.V. Obosnovanie sposobov snizhenija vrednyh vybrosov TJeS c ispol'zovaniem jeksergeticheskogo analiza / V.V. Pinigin, A.G. Batuhtin - Saabrjuken (Germanija): Izd-vo LAP LAMBERT, 2013. - 265 S.
43. Batuhtin A.G. Osobennosti sovmestnoj raboty ustanovok gelionagreva i sistem centralizovannogo teplosnabzhenija: monografija / A.G. Batuhtin. - Chita: ZabGU, 2011. - 155 s.
Батухтин А.Г.1, Кобылкин М.В.2, Батухтин С.Г.3, Сафронов П.Г.4
'Кандидат технических наук, 2аспирант, 3 ведущий специалист, 4 кандидат технических наук,
Забайкальский государственный университет
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В КОМПЛЕКСЕ «ТЭС-ПОТРЕБИТЕЛЬ»
Аннотация
В статье рассмотрены проблемы и перспективы внедрения тепловых насосов в существующие системы теплоснабжения. Представлен возможный вариант развития систем, основанный на внедрении малозатратного способа компенсации нагрузки горячего водоснабжения в неотопительный период с применением неклассического источника низкопотенциальной тепловой энергии и расширением его до комплексной системы «ТЭС-потребитель».
Ключевые слова: энергосбережение, тепловой насос, горячее водоснабжение, малозатратность.
Batukhtin A.G.1, Kobylkin M.V.2, Batukhtin S.G.3, Safronov P.G.4
'PhD in Engineering, 2postgraduate student, 3leading specialist, 4PhD in Engineering,
Transbaikal State University
MODERN ENERGY-SAVING TECHNOLOGY IN THE COMPLEX "THERMAL POWER PLANT -CONSUMER”
Abstract
This paper presents the problems and prospects of implementation of heat pumps in existing heat supply system. It presents options for the development of systems based on the introduction of low-cost ways to compensate for the load of hot water supply in the non-heating period with the use of non-classical source of low-grade thermal energy and its extension to the complex system of "thermal power plant-consumer".
Keywords: energy saving, heat pump, domestic hot water, low-cost.
Внедрение тепловых насосов, в настоящее время, является одним из приоритетных направлений в развитии технологий энергосбережения [1-4]. Однако установка тепловых насосов по существующим проектам на большинстве потребителей и производителей тепловой энергии ставит под сомнение энергосберегающий эффект всего энергетического комплекса в целом. Данный вывод обусловлен разнородностью технологических решений в данной области.
Большая часть классических российских и зарубежных проектов по внедрению тепловых насосов предусматривает практически полную изоляцию потребителя от источников тепловой энергии за счет использования низкопотенциального тепла воздуха, воды или грунта [5,6]. В России подобные проекты обладают значительной стоимостью, которая превышает платежеспособность большинства потребителей, и трудновыполнимы в условиях плотной городской застройки [7]. При этом изоляция потребителей, входящих в систему теплоснабжения, приводит к сокращению тепловой нагрузки на ТЭЦ с общим увеличением потребления электроэнергии в системе, распределяемой между другими типами станций.
Кроме классических проектов в российской энергетике набирают популярность решения связанные с использованием в тепловом насосе теплоты обратной сетевой воды ТЭЦ [8]. Такие проекты решают проблемы капитальных затрат и легко реализуемы в городских условиях, но при этом полностью зависимы от ТЭЦ с присоединенными не модернизированными потребителями, и их область внедрения ограничивается компенсацией нагрузки ГВС в отопительный период. Перечисленные особенности лишают данные проекты перспектив глобального внедрения. Кроме этого, использование теплоты обратной сетевой воды приводит к ненормативному захолаживанию теплоносителя.
Помимо модернизации потребителей активно рассматривается модернизация источников теплоснабжения путем внедрения тепловых насосов [9,10]. Тепловые насосы на станциях предполагаются к установке в различных точках тепловой схемы ТЭС и позволяют достичь значительного повышения эффективности работы станции, но не всегда предусматривают возможность перспективного изменения режимов работы потребителей тепловой энергии влияющих на режимы работы станции.
Поскольку практика показывает, что для российской энергетики характерна самостоятельность и разрозненность в принятии решений на различных уровнях управления в системе теплоснабжения, то с большой долей вероятности возможно хаотичное внедрение тепловых насосов по различным проектам в приделах одного источника теплоснабжения. При условии, что подавляющее большинство проектов имеют различные принципы энергообеспечения и не могут комплексно развиваться совместно в одной системе, бесконтрольный поход к энергосбережению в данной области способен не только остановить рост эффективности системы в целом, но и стать причиной общей разбалансировки и ухудшения общих технико-экономических показателей, что в свою очередь противоречит самому принципу энергосбережения. Наихудшим вариантом развития отрасли станет внедрение классических зарубежных изолирующих проектов на всех потребителях в приделах каждого источника теплоснабжения, при таком развитии топливно-энергетический комплекс полностью лишится самого эффективного способа сбережения энергоресурсов - комбинированной выработки электроэнергии на ТЭЦ.
Избежать вышеописанных проблем возможно путем планомерного внедрения новых технологических решений, при разработке которых изначально рассматривается целостная картина энергосбережения, включающая как потребителей, так и источники теплоснабжения. Причем внедрение тепловых насосов в каждой отдельно взятой системе теплоснабжения необходимо ограничивать одним типом проектов, наиболее подходящих к данной системе.
В существующих экономических условиях создать основу для планомерного развития отрасли в данном направлении невозможно без разработки малозатратных технологических решений [11]. Перспективным направлением внедрения тепловых насосов на начальной стадии с соблюдением поставленных условий может стать компенсация нагрузки горячего водоснабжения (ГВС) в неотопительный период с применением неклассического источника низкопотенциальной тепловой энергии [12]. В данном случае, разработанный способ компенсации нагрузки ГВС принимается в качестве «базового».
Система горячего водоснабжения здания (Рис. 1.), модернизированная по «базовому» способу, использует в качестве источника тепла для теплового насоса теплоноситель, циркулирующий в замкнутом контуре системы отопления. Замкнутый контур организуется путем закрытия запорной арматуры 8 и трехходового клапана 12 по линии подачи 1, а также производится автоматизация арматуры 7 для сокращения либо полного прекращения циркуляции теплоносителя через теплообменник 6. Система эффективно покрывает нагрузку ГВС за счет аккумулированного в здании тепла, и позволяет получить значительную экономию
20
