Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ВОДО-ВОДЯНЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ НА ПОТРЕБЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ МНОГОКВАРТИРНЫМИ ДОМАМИ'

ВЛИЯНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ВОДО-ВОДЯНЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ НА ПОТРЕБЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ МНОГОКВАРТИРНЫМИ ДОМАМИ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
46
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ / ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ / ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ / ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ВОДО-ВОДЯНЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Запольская Ирина Николаевна

ЦЕЛЬ. Рассмотреть влияние установки индивидуальных водо-водяных подогревателей (ИВВП) на динамику потребления тепловой энергии многоквартирными домами (МКД) в городах с закрытой схемой горячего водоснабжения. На примере города Казани рассчитать теплопотребление МКД на нужды горячего водоснабжения (ГВС) до и после установки ИВВП. Выявить зависимость изменения теплопотребления после перехода на ИВВП от года постройки МКД, этажности, площади, удаленности от центральных тепловых пунктов. Провести почасовой анализ теплопотребления в одном из МКД г. Казани до перехода на ИВВП за летний месяц. Смоделировать расчет тепловой энергии по выбранному дому после перехода на ИВВП при условии стабилизации температуры нагрева холодной воды в дневные и ночные часы. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи проводились расчеты в соответствии с действующим законодательством. При выявлении зависимостей применялись методы математической статистики. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, проведен анализ влияния перехода на горячее водоснабжение от ИВВП на систему теплоснабжения города, в том числе на основные объекты горячего водоснабжения - многоквартирные дома (МКД). По результатам работы оценен эффект, получаемый системой теплоснабжения города с закрытой схемой ГВС в целом. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Перевод МКД на горячее водоснабжение от ИВВП может позволить снизить теплопотребление на нужды ГВС при относительно неизменном потреблении горячей воды минимум на 10% за счет снижения потерь тепловой энергии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Запольская Ирина Николаевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TRANSFER OF THE HOT WATER PREPARATION FUNCTION TO THE CONSUMER BY INSTALLATION IWWH AS A WAY TO REDUCE HEAT CONSUMPTION

THE PURPOSE. To consider the influence of the installation of individual water heaters (IWH) on the dynamics of thermal energy consumption by apartment buildings (AB) in cities with a closed hot water supply scheme. Using the example of the city of Kazan, calculate the heat consumption of the AB for the needs of hot water supply (HWS) before and after the installation of the IWH. To identify the dependence of the change in heat consumption after switching to IWH on the year of construction of the AB, number of floors, area, distance from central heating points. To conduct an hourly analysis of heat consumption in one of the AB of Kazan before switching to IWH for the summer month. Simulate the calculation of thermal energy for the selected house after switching to IVVH, provided that the temperature of cold water heating is stabilized during daytime and night hours. METHODS. When solving the task, calculations were carried out in accordance with the current legislation. Methods of mathematical statistics were used to identify dependencies. RESULTS. The article describes the relevance of the topic, analyzes the impact of the transition to hot water supply from the IWH on the city's heat supply system, including the main hot water supply facilities - apartment buildings. Based on the results of the work, the effect obtained by the city's heat supply system with a closed HWS scheme as a whole is estimated. CONCLUSION. The transfer of the AB to hot water supply from the IWH can reduce the heat consumption for the needs of hot water with a relatively constant consumption of hot water by at least 10% by reducing heat energy losses.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ВОДО-ВОДЯНЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ НА ПОТРЕБЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ МНОГОКВАРТИРНЫМИ ДОМАМИ»

© И.Н. Запольская УДК 620.9

ВЛИЯНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ВОДО-ВОДЯНЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ НА ПОТРЕБЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ МНОГОКВАРТИРНЫМИ ДОМАМИ

И.Н. Запольская

АО «Татэнерго», г. Казань, Россия

zapolskayain@tatenergo. ru

Резюме: ЦЕЛЬ. Рассмотреть влияние установки индивидуальных водо-водяных подогревателей (ИВВП) на динамику потребления тепловой энергии многоквартирными домами (МКД) в городах с закрытой схемой горячего водоснабжения. На примере города Казани рассчитать теплопотребление МКД на нужды горячего водоснабжения (ГВС) до и после установки ИВВП. Выявить зависимость изменения теплопотребления после перехода на ИВВП от года постройки МКД, этажности, площади, удаленности от центральных тепловых пунктов. Провести почасовой анализ теплопотребления в одном из МКД г. Казани до перехода на ИВВП за летний месяц. Смоделировать расчет тепловой энергии по выбранному дому после перехода на ИВВП при условии стабилизации температуры нагрева холодной воды в дневные и ночные часы. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи проводились расчеты в соответствии с действующим законодательством. При выявлении зависимостей применялись методы математической статистики. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, проведен анализ влияния перехода на горячее водоснабжение от ИВВП на систему теплоснабжения города, в том числе на основные объекты горячего водоснабжения - многоквартирные дома (МКД). По результатам работы оценен эффект, получаемый системой теплоснабжения города с закрытой схемой ГВС в целом. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Перевод МКД на горячее водоснабжение от ИВВП может позволить снизить теплопотребление на нужды ГВС при относительно неизменном потреблении горячей воды минимум на 10% за счет снижения потерь тепловой энергии.

Ключевые слова: Система теплоснабжения; индивидуальный тепловой пункт; горячее водоснабжение; эффективность внедрения индивидуальных водо-водяных подогревателей.

TRANSFER OF THE HOT WATER PREPARATION FUNCTION TO THE CONSUMER BY INSTALLATION IWWH AS A WAY TO REDUCE HEAT

CONSUMPTION

Irina N. Zapolskaya

JSC Tatenergo branch, Kazan, Russia

zapolskayain@tatenergo. ru

Abstract: THE PURPOSE. To consider the influence of the installation of individual water heaters (IWH) on the dynamics of thermal energy consumption by apartment buildings (AB) in cities with a closed hot water supply scheme. Using the example of the city of Kazan, calculate the heat consumption of the AB for the needs of hot water supply (HWS) before and after the installation of the IWH. To identify the dependence of the change in heat consumption after switching to IWH on the year of construction of the AB, number offloors, area, distance from central heating points. To conduct an hourly analysis of heat consumption in one of the AB of Kazan before switching to IWH for the summer month. Simulate the calculation of thermal energy for the selected house after switching to IVVH, provided that the temperature of cold water heating is stabilized during daytime and night hours. METHODS. When solving the task, calculations were carried out in accordance with the current legislation. Methods of mathematical statistics were used to identify dependencies. RESULTS. The article describes the relevance of the topic, analyzes the impact of the transition to hot water supply from the IWH on the city's heat supply system, including the main hot water supply facilities - apartment buildings. Based on the results of the work, the effect obtained by the city's heat supply system with a closed HWS scheme as a whole is estimated. CONCLUSION. The transfer of the AB to hot water supply from the IWH can reduce the heat

consumption for the needs of hot water with a relatively constant consumption of hot water by at least 10% by reducing heat energy losses.

Keywords: heating system; individual heating points; hot water supply; the commercial effectiveness of the implementation of IWH.

Введение

Текущее состояние тепловых сетей в регионах РФ крайне неудовлетворительно, несмотря на проводимые мероприятия по их модернизации и реконструкции. Наиболее высокий возраст трубопроводов, как следствие высокий уровень повреждаемости, зафиксирован в регионах с закрытой схемой приготовления горячей воды, более 38 лет (при среднем сроке службы 25 лет) [1].

Анализ состояния тепловых сетей и сетей ГВС показал, что наибольший уровень износа приходится на сети горячего водоснабжения (более 70%), в результате повреждений которых оказывается негативное влияние на квартальные сети отопления.

Учитывая тот факт, что одной из основных проблем в системе транспортировки тепловой энергии является высокий уровень износа сетей горячего водоснабжения, низкий срок службы данных сетей, вопрос модернизации системы горячего водоснабжения является актуальным.

Повышение уровня надежности системы горячего водоснабжения возможно путем ликвидации центральных тепловых пунктов и сетей горячего водоснабжения (ГВС) и установкой индивидуальных водо-водяных подогревателей (ИВВП) непосредственно у потребителей горячей воды на абонентских узлах.

Практика установки индивидуальных тепловых пунктов на объектах горячего водоснабжения получила широкое распространение при переходе с открытой системы теплоснабжения на закрытую схему горячего водоснабжения. При этом изменение способа приготовления горячей воды в городах с закрытой схемой горячего водоснабжения путем ликвидации ЦТП и установкой ИВВП комплексно не рассматривался [2-3].

Одним из первых переводов городских поселений на ИТП было реализовано в г. Мытищи. ОАО «Мытищинская теплосеть» провело реконструкцию 180 км тепловых сетей и установило 700 индивидуальных тепловых пунктов в период реализации с 2011 по 2020 гг. После реализации проекта снижение тепловых потерь составило более 20% [4].

Аналогичная программа была проведена в г. Казани. После ликвидации центральных тепловых пунктов, сетей ГВС и установки индивидуальных водо-водяных подогревателей в многоквартирных домах в 2017г. также отмечалось снижение потребления тепловой энергии, повысилась надежность работы тепловых сетей города за счет снижения повреждаемости как сетей горячего водоснабжения, так и тепловых сетей. Несмотря на общую динамику снижения потребления тепловой энергии многоквартирными домами, были зафиксированы случаи с существенным ростом как потребления тепловой энергии на подогрев холодной воды, так и расхода холодной воды на нужды ГВС.

Для принятия решения муниципальными образованиями совместно с едиными теплоснабжающими организациями о переводе населенного пункта на горячее водоснабжение от индивидуальны водо-водяных подогревателей в целях повышения надежности системы ГВС при разработке схем теплоснабжения необходимы исследования и инструменты расчета ожидаемых последствий. Исследования в данной области должны показать или опровергнуть целесообразность полного перехода на горячее водоснабжение от ИВВП в городах с закрытой схемой ГВС [5].

Литературный обзор

Вопросами повышения надежности работы энергетических системы, исследованием влияния технических решений на эффективность их работы занимаются многие ученые и эксперты энергетической отрасли. Ключевыми авторами в этой отрасли являются Соколов Е.Я., Николаев А.А., Зингер Н.М., Аксенов М.А и пр.

В работах таких ученых как Балабан-Ирменен Ю.В., Ланин И.С. Ахметова И.Г., Звонарева Ю.Н. раскрыты вопросы совершенствования и выявления потенциала энергосбережения энергетических систем, методы снижения тепловых потерь и теплоносителя в трубопроводах, в том числе при установке индивидуальных тепловых пунктов.

Вопросы повышения качества горячего водоснабжения отражены в трудах В.И. Шарапова, Э.У Ямлеевой, Гершковича В.Ф., Ливчака В.И., Шищенко В.В., задачи снижения

теплопотребления на нужды ГВС ставят в своих работах такие авторы, как Семенов В.Г., Ротов П.В., Панфилов В.И. и др.

Материалы и методы

В процессе исследования применялись теоретические и экспериментальные методы, в том числе методы эмпирического исследования, математической статистики, экспертных оценок, а также общенаучные методы исследования в рамках сравнительного, логического, статистического анализа.

В целях обнаружения взаимосвязей между явлениями применялись инструменты статистического анализа, в том числе описательной статистики, корреляционного анализа. Рассчитывался линейный коэффициент корреляции Пирсена.

Все расчеты также осуществлялись в соответствии с действующим законодательством, а именно: п.2 ст.19 Федерального закона от 27.07.2010 №190-ФЗ, ст.13 Федерального закона от 23.11.2009 №261 "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации", согласно п.5 Постановления №1034 «О коммерческом учете тепловой энергии, теплоносителя», частями 1 и 2 ст.157 Жилищного кодекса РФ, ст.544 Гражданского кодекса РФ.

Проведен анализ влияния перехода на горячее водоснабжение от ИВВП на систему теплоснабжения городов с закрытой системой ГВС, а именно на источники теплоснабжения, систему транспортировки и объекты потребления горячей воды (МКД).

В 2017г. закончился перевод многоквартирных домов г. Казани на горячее водоснабжение от ИВВП, старт которого начался в 2014г. Окончательный вывод ЦТП и сетей ГВС был осуществлен в 2018г.

После окончательной реализации программы перехода на ИВВП был проведен анализ теплопотребления на нужды ГВС в летние периоды (июнь-август) 2015 и 2021 гг.

В выборке участвовали многоквартирные дома, в которых потребление горячей воды в заданном периоде фиксировалось приборами учета. Общее количество МКД, попавших в выборку, составило 720.

Теоретические основы и результаты

Наиболее спорные вопросы по выбранному способу модернизации системы горячего водоснабжения возникают по получаемому эффекту от снижения потребления тепловой энергии на подогрев холодной воды для ГВС многоквартирными домами, срокам окупаемости установки ИВВП и повышению качества поставляемого ресурса.

Анализ в целом по всей группе анализируемых объектов показал снижение потребления тепловых ресурсов за летний период 2015г. в сравнении с 2021г. на 11 тыс. Гкал (19,8%). При этом изменение потребления холодной воды было несущественным -снижение составило около 1%. В стоимостном выражении эффективность потребления тепловой энергии на нужды ГВС составила 22 млн. руб., в том числе за счет снижения платежей за тепловую энергию на 21,9 млн. руб. [6-7]

На рисунке 1 представлен график изменения теплопотребления на 1 квадратный метр в Гкал после установки индивидуальных водо-водяных подогревателей в домах в среднем в месяц в 2021г. по сравнению с 2015г.

■Снижение Нет динамики Рост теплопотребления на ГВС Рис. 1. Структура МКД по динамике Fig. 1. The structure of the MCD by the dynamics of теплопотребления после перехода на ИВВП с heat consumption after the transition to IVHP, отражением изменения теплопотребления в Гкал reflecting the change in heat consumption in Gcal на 1 кв.м в месяц per 1 sq. M per month

Как видно на диаграмме, из 720 МКД в 511 (или 71%) домах наблюдается снижение расхода на тепловую энергии на подогрев холодной воды и, как следствие, снижение потребления тепловой энергии на 0,00117 Гкал на 1 кв.м. 131 дом (18%) не получили существенного эффекта. И только по 78 домам (11%) наблюдается прирост потребления тепловой энергии с потребления тепловой энергии на 0,00067 Гкал на 1 кв.м.

Сравнение изменения теплопотребления показал, что общий экономический эффект по совокупной выборке МКД составил более 21,92 млн. руб. за июнь-август 2021 год по сравнению с аналогичным периодом 2015г. (19,8%) (рис.2).

-21,92

Рост платежа

-24,29

2,37

-30,00 -25,00

-20,00

-15,00

-10,00

-5,00

- 5,00

Рис. 2. Сравнение затрат на энергоресурсы по 720 Fig 2. Comparison of energy costs for 720 МКД г. Казани за июнь-август 2015 и 2021 гг., MKD in Kazan for June-August 2015 and 2021, млн. руб. million rubles.

В пересчете на год ожидаемый эффект по выбранным домам за счет снижения расходов тепловой энергии на подогрев холодной воды для нужд ГВС составит более 87 млн. руб.

Несмотря на то, что общий совокупный результат имеет положительный экономический эффект от перехода на ИТП, 125 МКД получили дополнительную финансовую нагрузку. Анализ причин не позволил установить связь получаемого эффекта с годом постройки, этажностью, площадью МКД (табл. 1).

Таблица 1.

Сравнительная динамика изменения платежа за горячее водоснабжение по однотипным домам в 2021 году по сравнению с 2015г.

Адрес объекта год Количество общая %

построики

объекта этажей площадь

Лукина ул, д.4, 1989 10 19 491,70 3,93

Ямашева пр-кт, д.94, 1983 9 19 352,80 -22,60

Декабристов ул, д.85, 1985 9 19 219,40 -24,61

Маршала Чуйкова ул, д.69, 1984 9 19 086,50 4,64

Юлиуса Фучика ул, д.133, 1989 9 12 468,10 -18,56

Рихарда Зорге ул, д.77, 1979 9 12 433,89 17,05

Академика Павлова ул, д.11, 1981 9 6 287,67 -50,55

Авангардная ул, д.143, 1985 10 6 085,00 57,66

Бондаренко ул, д.9, 1972 5 3 642,80 20,44

Короленко ул, д.35, 1970 5 3 640,10 -37,53

Карима Тинчурина ул, д.1, 1963 5 3 588,06 9,09

Короленко ул, д.81, 1962 5 3 581,40 -9,13

Восстания ул, д.20, 1962 5 1 630,70 -30,58

Карима Тинчурина ул, д.21, 1963 5 1 607,90 35,73

Как видно из таблиц, относительно одинаковые дома по площади, году постройки и этажности имеют противоположные экономические эффекты [8-9].

Проведенный корреляционный анализ зависимости процента изменения потребления тепловой энергии от года постройки, площади МКД, а также этажности также не установил существенной зависимости. Для анализа применялся линейный коэффициент корреляции Пирсона

г _ - х)х(у. - у)

-x )2 xz(.

7

у. - у

где - значения, принимаемые переменной X, У1 - значения, принимаемые переменой Y, х -средняя по X, у - средняя по Y.

Значения коэффициентов корреляции изменения процента потребления тепловой энергии за период июнь-август 2015-2021гг. от года постройки МКД, площади МКД и этажности МКД получились следующие: Л-одпостр%Гкал = -0,17, Иэтаж%Гак=-0,15, ^площадь%Гак=0,05.

Данные показатели говорят об отсутствии зависимости. Слабая зависимость изменения процента потребления тепловой энергии была выявлена от температуры подачи тепловой энергии в МКД, коэффициент корреляции составил 0,32.

Снижение или рост потребления тепловой энергии на нужды горячего водоснабжения после перехода на ИВВП могут быть связаны с удаленностью расположения многоквартирных домов от ЦТП.

На примере квартальной застройки по многоквартирным домам, запитанным от ЦТП-3/я по ул. Глушко, дом 9А, проанализирована динамика потребления МКД тепловой энергии после перехода на ИТП в зависимости от их удаленности от ЦТП.

о

ул Вагапова, Ц — W Вогйпооа, д ! i

. 91.680 . о . а

ул. В а га лова, д 12

лр Обоев w

О

ул. Сахарова, Д.1Й [ховая 352,10 Р

. О

ул. Вагапова, д 14

- 112,00 Р

О

ул Вагапова. д 20 - 26,43 Р

^ А

эпоса, д.18 —

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

^л^ Глушко, д.9А)

О

ул. Вагапом, - 70,96 Р

ул. Глушко.д 9 - 140,60 Р

цтп (VJ у г

У/

О/

ул, Каибицу1и. д. П

23p,"fis е

У ■ 1 .W . РчсАлка 366

✓ ул Каи6и|(коы, д 15 ^^

- 125,

В

^ Лемур

Побед;

>'<?о

INVITRO

О * ■ ■

л О Социальная С>

ул,Сатарова, д 12 СрМТСКОРО Р-На - 121,57Р^

228,2ЭР О^У

J2J ул. Кайбмцкой; д.1

______,'■""> 19,28 Р

Кайбицкой, «li1-™" Г)

,02РПом^рд у

1-J

Рис. 3. Расположение МКД относительно ЦТП с Fig 3. The location of the MKD relative to the динамикой изменения потребления central heating station with the dynamics of changes

энергоресурсов in energy consumption

На рисунке 3 наглядно видно, что существенной закономерности изменения теплопотребления от удаленности МКД от ЦТП нет. Расположенные на одинаковом расстояние многоквартирные дома получили противоположные результат после перехода на ИВВП (дома по ул. Вагапова, 18 и ул. Г.Кайбицкой, 11, ул. Вагапова, 4 и ул. Г.Кайбицкой, 1).

Зависимость потребления тепловой энергии от близости МКД к ЦТП также не установлена.

Установлено, что основная причина дифференциации эффекта между домами вызвана качеством проводимой регулировки индивидуальных тепловых пунктов. Для подтверждения данного вывода рассмотрим динамику потребления тепловых ресурсов по двум домам в период июнь-август 2015г. - 2018г. -по ул. Адоратского, 2 и по ул. Восстания, 28.

В данных домах автоматизированный индивидуальный тепловой пункт был установлен в 2016г. В 2018г. выбранные дома имели разные энергетические и экономические эффекты. В МКД по ул. Восстания после установки АИТП в летние периоды 2018г. увеличение расхода тепловой энергии составило 13,69 Гкал по сравнению с 2015г. В МКД по ул. Адоратского наблюдается снижение потребления тепловых ресурсов в 2018г. по сравнению с 2015г. на 26,14 Гкал.

В 2021г. ситуация в МКД по ул. Адоратского по сравнению с 2015г. не изменилась, в доме также было зафиксировано снижение потребления тепловой энергии на нужды ГВС на 31,4 Гкал, а в доме по ул. Восстания после проведения регулировки ИТП потребление тепловой энергии для ГВС снизилось на 2,29 Гкал. (Рис. 4).

■ 2015/2018 ■ 2015/2021

Рис. 4. Сравнение динамики потребления тепловых ресурсов МКД по ул. Восстания, д.28 и Адоратского, 2 за июнь-август 2015 и 2018гг. и июнь-август 2015 и 2021гг.

Fig 4. Comparison of the dynamics of consumption of thermal resources of apartment blocks on the street. Vosstaniya, 28 and Adoratsky, 2 for June-August 2015 and 2018 and June-August 2015 and 2021.

Анализ показал, что основная причина отрицательного результата по ряду домов -это отсутствие качественной регулировки ИТП, настройки необходимых и достаточных параметров для обеспечения приготовления горячей воды [10-11].

Обсуждение

Эмпирические данные были подтверждены математической моделью расчета изменения потребления тепловой энергии после перехода на ИВВП, которая была построена по часовой ведомости потребления тепловой энергии за июнь 2015г. на примере многоквартирного дома по адресу ул. Ямашева, 79б. (рис. 5).

Анализ почасовой ведомости проводился в период присоединения многоквартирного дома к ЦТП. Как видно, температура подачи теплоносителя имеет колебания по часам. В ночные часы составляла более 62°С.

63,50 63,00 62,50 62,00 61,50 61,00

s : о : о : d ■ d о :d с й ci :с q " d

iocdcfe^ooddc^o^iooar^cioiiioo O^ogqqooggqgociOggQpOoogg

iS О & CJ О О 4 О гЧ т-н ■ iH м м

Рис. 5. Динамика средней температуры Fig 5. Dynamics of the average temperature of теплоносителя в подающем трубопроводе за the coolant in the supply pipeline for June июнь 2017г. по МКД ул. Ямашева, 79б 2017. on MKD st. Yamasheva, 79b

Установка индивидуального водо-водяного подогревателя с автоматической регулировкой температуры нагрева воды позволит стабилизировать температуру, а также

установить ее максимально эффективной в соответствии с имеющимися законодательными допущениями.

Согласно требованиям законодательства Российской Федерации о техническом регулировании (СанПиН 2.1.4.2496-09) температура горячей воды в местах водоразбора независимо от применяемой системы теплоснабжения должна быть не ниже 60 °С и не выше 75 °С.. Согласно постановлению Правительства РФ № 354 от 06.05.2011г. допустимое отклонение температуры горячей воды в точке водоразбора от температуры горячей воды в точке водоразбора, соответствующей требованиям законодательства Российской Федерации о техническом регулировании:

- в ночное время (с 0.00 до 5.00 часов) - не более чем на 5 °С;

- в дневное время (с 5.00 до 00.00 часов) - не более чем на 3 °С

Математическая модель была построена в соответствии с правилами расчета потребления тепловой энергии согласно Методики осуществления коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя (утвержденная Приказом Минстроя России от 17.03.2014 N 99/пр).

В соответствии с п. 48 данной Методики количество тепловой энергии, потребленное системой горячего водоснабжения (<2ГВС , Гкал), рассчитывается по формуле 2.

T i 1 i

IM гвс x (hrB - hXB )x dT -S мц x (hu - hXB )x d T

Xl0-I (2)

где: Мгвс - масса теплоносителя, полученного потребителем по подающему трубопроводу, т; hrB - удельная энтальпия теплоносителя в подающем трубопроводе горячего водоснабжения на узле учета, ккал/кг; hXB - удельная энтальпия холодной воды на ЦТП, ккал/кг; МЦ - масса теплоносителя, возвращенного потребителем по циркуляционному трубопроводу, т; hL - удельная энтальпия теплоносителя в обратном (циркуляционном) трубопроводе на узле учета.

Используя данную формулу, был смоделирован температурный режим путем фиксации температуры в дневное и ночное время - 570С и 550С. Автоматическая регулировка температуры на индивидуальных водо-водяных подогревателях позволяет это сделать.

Согласно полученным расчетам изменение температуры горячей воды в пределах, разрешенных законодательством, позволит снизить потребление тепловой энергии до 10% при неизменной величине фактического потребления (рис. 6).

Рис.6. Динамика потребления тепловой энергии в Fig. 6. Dynamics of heat energy consumption during течении суток (июнь 2017.) по МКД (ул. the day (June 2017) by MKD (Yamasheva st., 79b). Ямашева, 79б).

Основное снижение вызвано снижением расхода тепловой энергии на технологические и циркуляционные потери тепловой энергии внутри дома (табл. 2).

Снижение расходов тепловой энергии на потери возможно за счет регулировки и фиксирования температуры горячей воды непосредственно на индивидуальном тепловом

пункте. При приготовлении горячей воды в ЦТП, учитывая удаленность от объектов теплоснабжения, температуру подачи теплоносителя регулировать сложнее [12-15].

Таблица 2.

Сравнение теплопотребления за месяц при фактической температуре теплоносителя и _смоделированной (570С в дневные часы, 550С в ночные)_

Q факт (при t^ (факт) = 62,60С), Гкал Q модель (при t^ (модель) = 56,30С), Гкал Изменение, Гкал Изменение, %

Q на технические потери 6,50 5,91 -0,59 -9,13

Q на циркуляцию 12,40 10,01 -2,39 -19,26

Q на потребление и с утечкой теплоносителя 13,62 13,61 -0,01 -0,09

Q всего 32,49 29,53 -2,97 -9,13

Заключение

В целях повышения надежности и эффективности системы теплоснабжения городов с закрытой схемой ГВС в условия ограниченных финансовых ресурсов был рассмотрен способ модернизации системы горячего водоснабжения через перенос функции приготовления горячей воды непосредственно к потребителю путем установки индивидуального водоводяного подогревателя в многоквартирных домах с последующей ликвидацией ЦТП и сетей горячего водоснабжения.

Исследование эффективности выбранного способа модернизации проводилось на основании данных, полученных после перевода МКД на ИВВП в г. Казани. Проведенный анализ потребления тепловых ресурсов на нужды ГВС домами за летний период 2015 и 2021 гг. показал снижение теплопотребления в более чем 71% МКД, в которых были установлены индивидуальные водо-водяные подогреватели.

Снижение потребления тепловой энергии на подогрев холодной воды составило 12,8 тыс. Гкал. (или 25%) при относительно неизменном потреблении холодной воды на нужды ГВС. Ожидаемый годовой экономический эффект составит порядка 87 млн. руб. Данный эффект может быть повышен после установки узлов погодного регулирования за счет снижения расхода тепловой энергии на отопление.

Результаты анализа эмпирических данных были подтверждены математическими расчетами путем разработки математической модели. Согласно расчетам, при стабилизации температуры нагрева холодной воды на нужды ГВС снижение потребления тепловой энергии при относительно неизменном потреблении горячей воды возможно до 10% за счет снижения потерь тепловой энергии.

Литература

1. Электронный ресурс. База данных Федеральной службы государственной статистики,

https://rosstat.gov.ru/

2. Запольская И.Н., Ваньков Ю.В., Зиганшин Ш.Г., Валеев А.Ф., Зверев О.И. Снижение тепловых потерь энергоснабжающей организации модернизацией систем горячего водоснабжения // Вестник КГЭУ. 2017. №4 (36). С. 54-64.

3. Ваньков Ю.В., Запольская И.Н., Измайлова Е.В., Загретдинов А.Р., Валиев Р.Н. Снижение тепловых потерь энергоснабжающей организации модернизацией систем горячего водоснабжения // Вестник КГЭУ. 2018. №4. С. 13-24.

4. Звонарева Ю. Н., Ваньков Ю. В. Работа системы теплоснабжения при поэтапном внедрении автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов // Известия вузов. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2017 Т.19, №1-2. С. 164-169.

5. Teekaram A., Palmer A. Variable-flow water systems. Design, installation and commissioning guidance. Bracknell: BSRIA, 2002. 81 p.

6. Стенников В.А., Пеньковский А.В. Теплоснабжение потребителей в условиях

рынка:

современное состояние и тенденции развития// ЭКО. 2019. №3. С.8-20.

7. Ваньков Ю.В., Запольская И.Н., Измайлова Е.В., Загретдинов А.Р., Плотникова Л.В. Снижение энергопотребления при переходе на горячее водоснабжение от индивидуальных тепловых пунктов // Вестник КГЭУ. 2019. №1. С. 19-27.

8. Ваньков Ю.В., Запольская И.Н. Повышение надежности транспортировки тепловой энергии до потребителей в условиях модернизации системы горячего водоснабжения // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: Вып. 71. Надежность энергоснабжения потребителей в условиях их цифровизации. В 3-х книгах. / Книга 3 / Отв. ред. Н.И. Воропай. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2020, 364 с.

9. I N ZapolskayaThe impact of the transition of hot water "preparation" by means of individual heating stations on the Kazan energy system / I N Zapolskaya, Yu V Vankov, O I Zverev and R RRotach // E3S Web of Conferences 124, 05012 (2019)

10. Yu.N. Zvonareva Commercial effectiveness assessment of implementation the energy efficiency raising of the building project due to introduction of automatic heat consumption control / Yu.N.

Zvonareva, Yu.V. Vankov, V.V. Shlychkov // Публикация по итогам Научнотехнической международной конференции «ПромИнжиниринг-2017» SHS Web of Conferences 35, 01124 (2017). DOI: 10.1051/shsconf/20173501124.

11. Савина Н.В., Артюшевская Е.Ю. Управление теплосбережением: современные индивидуальные тепловые пункты // Вестник Амурского государственного университета. Серия: естественные и экономические науки. 2017. №79. С. 55-59.

12. Zapolskaya I.N., Vankov Y.V., Zvonareva Y.N. (2021) The Impact of the Transition of Hot Water "Preparation" by Means of Automated Individual Heating Points on the Efficiency of Heat Supply Sources in Kazan. In: Radionov A.A., Gasiyarov V.R. (eds) Advances in Automation II. RusAutoConf 2020. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 729. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-71119-1_8

13. Семенов В.Г., Барон В.Г., Разговоров А.С. Индивидуальные тепловые пункты нового поколения // Энергосбережение. 2017. №7. С. 30-37.

14. Ливчак В. И., Забегин А. Д. Преодоление разрыва между политикой энергосбережения и реальной экономией энергоресурсов. «Энергосбережение», № 4. 2011г.

15. Звонарева Ю.Н., Кузборская К.С. Изменение параметров работы системы теплоснабжения при поэтапнов внедрении АИТП //Вестник КГЭУ. 2021. №2 (50), с. 109118.

Авторы публикации

Запольская Ирина Николаевна - заместитель директора по реализации тепловой энергии -начальник ООФРТЭ АО «Татэнерго».

References

1. Elektronnyj resurs. Baza dannyh Federal'noj sluzhby gosudarstvennoj statistiki, https://rosstat.gov.ru/

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Zapol'skaya IN, Van'kov YUV, Ziganshin SHG, et al. Snizhenie teplovyh poter' energosnabzhayushchej organizacii modernizaciej sistem goryachego vodosnabzheniya. Vestnik KGEU. 2017;4 (36):54-64.

3. Van'kov YUV, Zapol'skaya IN, Izmajlova EV, et al. Snizhenie teplovyh poter' energosnabzhayushchej organizacii modernizaciej sistem goryachego vodosnabzheniya. Vestnik KGEU. 2018; 4:13-24.

4. Zvonareva YUN, Van'kov YUV. Rabota sistemy teplosnabzheniya pri poetapnom vnedrenii avtomatizirovannyh individual'nyh teplovyh punktov. Izvestiya vuzov. PROBLEMY ENERGETIKI. 2017;19(1-2):164-169.

5. Teekaram, Palmer A. Variable-flow water systems. Design, installation and commissioning guidance. Bracknell: BSRIA, 2002. 81 p.

6. Stennikov VA, Pen'kovskij AV. Teplosnabzhenie potrebitelej v usloviyah rynka: sovremennoe sostoyanie i tendencii razvitiya. EKO. 2019;3:8-20.

7. Van'kov YUV, Zapol'skaya IN, Izmajlova EV, et al. Snizhenie energopotrebleniya pri perekhode na goryachee vodosnabzhenie ot individual'nyh teplovyh punktov. Vestnik KGEU. 2019;1:19-27.

8. Van'kov YUV, Zapol'skaya IN. Povyshenie nadezhnosti transportirovki teplovoj energii do potrebitelej v usloviyah modernizacii sistemy goryachego vodosnabzheniya. Metodicheskie voprosy issledovaniya nadezhnosti bol'shih sistem energetiki: Vyp. 71. Nadezhnost' energosnabzheniya potrebitelej v usloviyah ih cifTovizacii. V 3-h knigah. / Kniga 3 / Otv. red. N.I. Voropaj. Irkutsk: ISEM SO RAN, 2020, 364 c.

9. Zapolskaya IN, Vankov YuV, Zverev OI. The impact of the transition of hot water «preparation» by means of individual heating stations on the Kazan energy system. E3S Web of Conferences 124, 05012 (2019)

10. Zvonareva YuN, Vankov YuV. Commercial effectiveness assessment of implementation the energy efficiency raising of the building project due to introduction of automatic heat consumption control. Publikaciya po itogam Nauchnotekhnicheskoj mezhdunarodnoj konferencii «PremInzhimring-2017» SHS Web of Conferences 35, 01124 (2017). DOI: 10.1051/shsconf/20173501124.

11. Savina NV, Artyushevskaya EYU. Upravlenie teplosberezheniem: sovremennye individual'nye teplovye punkty. Vestnik Amurskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: estestvennye i ekonomicheskie nauki. 2017;79:55-59.

12. Zapolskaya IN, Vankov YV, Zvonareva Y.N. (2021) The Impact of the Transition of Hot Water «Preparation» by Means of Automated Individual Heating Points on the Efficiency of Heat Supply Sources in Kazan. In: Radionov A.A., Gasiyarov V.R. (eds) Advances in Automation II. RusAutoConf 2020. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol 729. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-71119-1_8

13. Semenov VG. Baron VG, Razgovorov AS. Individual'nye teplovye punkty novogo pokoleniya. Energosberezhenie. 2017;7:30-37.

14. Livchak VI, Zabegin AD. Preodolenie razryva mezhdu politikoj energosberezheniya i real'noj ekonomiej energoresursov. «Energosberezhenie», № 4. 2011.

15. Zvonareva YU.N., Kuzborskaya K.S. Izmenenie parametrov raboty sistemy teplosnabzheniya pri poetapnov vnedrenii AITP. Bullrtin KGEU. 2021;2 (50):109-118.

Authors of the publication

Irina N. Zapolskaya - Deputy Director for the Sale of Thermal Energy - Head of the OOFRTE JSC Tatenergo branch.

Получено 07.10.2021г.

Отредактировано 21.10.2021г.

Принято 21.10.2021г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.