А. Арешкин, Н

Ю.Н. Казанов, генеральный директор, ОАО «Мытищинская теплосеть (предприятие является членом Некоммерческого Партнерства «Российское теплоснабжение»)

Введение

Численность населения города Мытищи - более 165 тыс. чел., площадь территории - около 49 кв. км. Теплоснабжение осуществляют 50 муниципальных котельных суммарной установленной мощностью 544 Гкал/ч, а также 3 ведомственных теплоисточника и ТЭЦ-27 «Северная» ОАО «Мосэнерго», у которых городом закупается около 35 Гкал/ч. Количество ЦТП - 77, ИТП - 181, потребителей тепловой энергии - примерно 2,5 тыс., подключенная нагрузка 443 Гкал/ч. Протяженность теплотрасс - 180 км (в двухтрубном исчислении).

Главные направления деятельности предприятия «Мытищинская теплосеть» можно обозначить следующим образом - это надежное и бесперебойное снабжение всех потребителей тепловой энергией, а так же реконструкция теплового хозяйства, учитывающая дальние перспективы, создание «идеальной тепловой сети», в которой практически нет потерь и аварийных ситуаций, создание новых тепловых источников на газе, на которых будет также вырабатываться электроэнергия, а в будущем переход на нетрадиционные источники, не сжигающие газ. Нами была разработана программа реконструкции системы теплоснабжения Мытищинского района, она была необходима, поскольку предприятию передавались на баланс тепловые пункты, сети и источники различных ведомств и заводов, при этом состояние более чем половины этого оборудования было неудовлетворительное. Концепция программы состоит из 2 блоков: на ближайшие 20 лет и на ближайшие 100 лет.

В ближайшие 20 лет мы планируем замену всех тепловых сетей, это примерно 400 км, на теплопроводы, выполненные по современным технологиям с автоматизированной системой контроля за состоянием сетей. Таким образом, мы реконструируем тепловые сети, сети ГВС при этом ликвидируются, т.к. у каждого потребителя планируется поставить индивидуальный тепловой пункт (ИТП), включающий самое современное оборудование. И уже 5 лет новое строительство ведется по этой концепции, прокладываются сети в пенополиуретановой изоляции и в домах устанавливаются ИТП. Внутренние сети некоторых объектов мы обслуживаем по отдельным договорам, но по программе реформирования ЖКХ района этими сетями должен заниматься владелец здания, наша основная задача - это подать тепловую энергию к зданию. При обсуждении концепции развития

рассматривались различные варианты, и было принято решение в пользу централизованного теплоснабжения, причем на базе тепловых источников должна вырабатываться и электроэнергия - при этом стоимость производства тепла становится конкурентоспособной по сравнению с децентрализованным.

В программе на 100 лет мы планируем использовать нетрадиционные источники: энергию Земли, энергию поверхностных вод (есть в районе водохранилище с большим объемом) - с помощью тепловых насосов эту энергию можно преобразовать в тепло под наши нужды. Также как и при производстве электроэнергии на тепловом потреблении, использование нетрадиционных источников наиболее выгодно при централизованном теплоснабжении, но для этого централизованная транспортная сеть должна иметь низкие потери. Поэтому мы и приступили к созданию такой системы, привлекая кредитные ресурсы, имея градостроительную программу. И в ближайшие 20 лет мы реконструируем наши тепловые источники, это около 50 базовых источников, они будут иметь высокий КПД за счет производства на них тепловой и электрической энергии. Таким образом, покупая то же количество газа, которое сейчас идет только на теплоснабжение, мы будем производить и электроэнергию, и тепло - это выгодно и экономически, и экологически. Такая реконструкция уже проводится, электричество будет использоваться для своих нужд, в частности для перекачки теплоносителя, и пока наша цель - производить электроэнергию именно для своих нужд. Наше предприятие стремится поддерживать научные и технические разработки в области теплоснабжения, чтобы не покупать все на стороне, а привлекая научные институты и другие организации, самим участвовать в каких-то проектах, в частности мы серьезно занимаемся трубопроводами, тепловыми пунктами и приборами учета.

При разработке концепции мы использовали имеющийся опыт, который уже реализован в других странах, например, тепловой насос, использующий энергию озера, существует под Стокгольмом. Ранее, лет 5 назад, подобные проекты не окупались, но сейчас подешевела техника и подорожали энергоносители, и уже в наших условиях такие проекты имеют реальный срок окупаемости. Что касается трубопроводов, изоляции, системы АСУ, то, конечно, мы используем самые современные разработки в этой области. При этом пользуемся разработками как российских институтов, так и зарубежных фирм, что-то придумываем сами. И из всего разнообразия вариантов применяем то, что подходит именно для нашего района, учитывая качество нашей воды, наши здания и т.п., т.е. нашу концепцию нельзя слепо копировать для другого региона, она разработана и рассчитана именно под местные условия.

Как видно из приведенных в начале статьи данных, при существующем избытке собственной установленной тепловой мощности, город вынужден закупать тепло «на стороне». Была поставлена задача проведения энергоаудита теплового хозяйства с целью выработки комплекса мероприятий, направленных на оптимизацию всей системы теплоснабжения с учетом перспективного плана развития территории, которая позволила бы до минимума снизить издержки по выработке и транспортировке тепла от собственных источников и эффективно использовать имеющиеся резервы.

Источники

На наш взгляд, идеальная система централизованного теплоснабжения должна выглядеть следующим образом. Во-первых, должен быть централизованный источник тепла, традиционный или нетрадиционный, но он должен быть. В квартире не должен стоять котел, потому что тогда возникает масса проблем, начиная от эксплуатации и обслуживания оборудования, и заканчивая ущербом, наносимым зданию. Ведь сегодня во многих новостройках покупают жилье, но при этом в нем не живут, соответственно одни будут использовать квартирные котлы, другие нет, а дом должен равномерно отапливаться, иначе получаются температурные перекосы, возникают и экологические проблемы. Мы за то, что пусть даже на один дом, но будет централизованный источник. У этого источника будет хозяин -эксплуатирующая организация, которая будет обслуживать котел, не входя в квартиру, ведь попасть в квартиру сейчас тоже проблема.

Согласно существующей программе реконструкции источников тепла проводится капитальный ремонт котельных, в первую очередь это недавно принятые (в плачевном состоянии) небольшие ведомственные котельные, работающие на определенный район. Реконструкция включает замену оборудования и автоматизацию с погодным регулированием. В качестве эксперимента трубопроводы внутри одной из котельных обработаны специальным теплоизоляционным керамическим покрытием, которое состоит из микроскопических силиконовых шариков, оно наносится в жидком состоянии из пульверизатора или кисточкой в 2-3 слоя. Также разработан проект установки на реконструируемой котельной двух газовых микротурбин мощностью 60 кВт, которые поставляются нам по лизинговому контракту. Оборудование котельной смешанное, импортного и отечественного производства. Финансирование реконструкции шло из целевой программы губернатора Московской области, было выделено 8,1 млн руб., кроме того, мы вложили собственные средства. Также в области мы строим несколько других автоматизированных котельных без обслуживающего персонала и переводим котельные с жидкого топлива на газ.

В перспективе мы обсуждаем возможности строительства двух мини-ТЭЦ 10-15 МВт электрической мощности, что даст нам страховку от перебоев с электроснабжением наших объектов и удешевит стоимость электроэнергии.

В ближайшие 2-3 года планируется переоборудовать имеющиеся паровые котельные с заменой котлов на водогрейные, т.к. нагрузка по пару практически не востребована. Есть у нас и несколько котельных с морально устаревшими котлами «Универсал» и устаревшей автоматикой.

Что касается оборудования котельных, то химводоподготовка в маленьких котельных тоже автоматизирована - стоят обычные фильтры, только в качестве наполнителя используется не сульфоуголь, а специальный материал. Для фильтра можно использовать любую соль, мы применяем таблетированную. И в технических условиях на присоединение к тепловым сетям добавили пункт об установке в ИТП или ЦТП автоматизированной водоподготовки. Насосы используются с частотно-регулируемыми приводами. Горелки используются с наддувом, плавного регулирования, поставляются в комплекте со щитом управления.

Тепловые сети

Тепловые сети - это на сегодня для централизованного теплоснабжения самый больной и тяжелый вопрос. Поэтому мы для себя делаем главный упор на перекладку тепловых сетей с применением современных технологий и установку в каждом доме у каждого потребителя автоматизированного теплового пункта. Чтобы были отделены контуры по независимой схеме, и по горячему теплоснабжению система должна быть закрытая.

По тепловым сетям мы проводим реконструкцию по линии кредитов МБРР, и планируется закольцовка сетей, которая повысит надежность и эффективность снабжения теплом, и даст возможность избежать летних отключений потребителей. По кредиту Мирового банка (20 млн долл. США) в прошлом году мы произвели замену тепловых сетей (2003 г. - 8 км, 2004 г. - 15 км, 2005 г. - 20 км) и тепловых пунктов (2003 г. - 30 ИТП, 2004 г. - 50 ИТП, 2005 г. -52 ИТП). Меняем сразу целыми кварталами с переходом от ЦТП к ИТП и от четырехтрубной схемы к двухтрубной. Кредит нам обходится в 4,2% годовых, 5 лет реализовывается проект, возврат средств в течение 15 лет, но окупаемость достигается почти моментально, уже в 2004 г. у нас была прибыль, которая может быть основой для возврата этого кредита. Такая быстрая окупаемость объясняется тем, что при замене устраняются основные причины потерь тепла и теплоносителя (это общая проблема для всех тепловых сетей в России), именно поэтому мы в первую очередь решили заменить сети.

| скачать бесплатно О реконструкции системы теплоснабжения г. Мытищи , Казанов Ю.Н.,

Стоимость тарифов на тепло и горячее водоснабжение является «неподъемной» для большинства наших соотечественников. И дело не только в желании коммунальщиков получать как можно больше прибыли. Причины данного явления банальны: удорожание углеводородов и жилой фонд, большая часть которого построена еще в середине прошлого века, когда при строительстве не обращали особого внимания на энергоэффективность. В данной публикации будут рассмотрены меры по модернизации систем отопления жилых домов, которые уже длительное время применяются в ряде европейских стран.

Что значит термомодернизация здания?

Специалисты определяют данное понятие, как комплекс мер по приведению многоквартирного дома в соответствии с современными стандартами энергоэффективности. Сюда входят мероприятия, связанные с уменьшением теплопотерь постройки через стены, перекрытия, крышу, подвалы и пр. Большие потери тепла происходят по причине низких теплотехнических характеристик и плохой герметичности старых окон и дверей. Кроме этого, термомодернизация затрагивает вопросы переоснащения инженерных систем (вентиляция, отопление, ГВС), переход на комбинированные (геотермальные солнечные) источники теплоснабжения.

Важно! Утепление наружных ограждений, без переоборудования систем отопления и вентиляции дома – не эффективно и не дает положительного результата(что и зачастую происходит), а чаще всего, приводит к увеличению энергетических затрат потребителем коммунальных ресурсов.

Будет рассмотрен комплекс мер, направленных на сокращение теплопотребления и улучшения энергоэффективности зданий.

Утепление ограждающих конструкций

Данное мероприятие можно разделить на несколько важных видов работ.

Утепление наружных стен с внешней стороны дома.

Термоизоляция ограждающих конструкций представляет собой нанесение на стены дополнительного слоя материала с низким коэффициентом теплопроводности. Данные мероприятия позволяют устранить «мостики холода», повышают теплоизоляционные свойства стен, эффективно решают проблему «пористости материала». Могут быть применены следующие технологии утепления стен: бесшовная система утепления; создание утепляющей стены; обустройство вентилируемого фасада.

Утепление крыши, чердачных перекрытий.

Если чердак дома не отапливаемый, то проводятся работы по утеплению перекрытия под чердаком с защитой изоляционного слоя от механических повреждений.

Термоизоляция перекрытий над подвалом.

Данный вид работ осуществляется со стороны подвала путем приклеивания теплоизоляционных плит к перекрытию.

Совет! Если невозможно провести мероприятия по термоизоляции стен снаружи (памятник архитектуры, сложный рельеф фасада и пр.), то необходимо утеплить наружные стены изнутри здания, посредством укладки пенополистирольных плит под штукатурку или гипсокартон.

Уменьшение теплопотерь через окна

По заявлению специалистов, через окна «уходит» до 30% тепла из отапливаемых помещений. Радикальный способ решение данной проблемы – это замена старых деревянных окон на энергосберегающие. Достаточно уменьшить их размер, особенно если вопрос касается окон на лестничных клетках. В большинстве планировок многоквартирных домов предусмотрена избыточная для освещения лестниц площадь оконных проемов, которая является причиной больших теплопотерь.

Модернизация вентиляционной системы

Как известно, наиболее распространенным способом организации циркуляции воздуха в помещениях многоквартирных домов является естественная вентиляция. Удаление воздуха производится по вытяжным каналам, расположенным в кухнях и санузлах. Приток свежего воздуха с улицы организован через естественные неплотности в окнах и дверях.

При замене старых окон на энергоэффективные и герметичные решается проблема теплопотерь, но при этом появляется новая: резкое уменьшение поступления приточного воздуха. Решается данная проблема модернизацией системы вентиляции, а именно, обустройством вентиляции с контролируемым притоком воздуха. На практике это решается установкой приточных клапанов, окон со встроенными гигрозависимыми вентиляторами или установок принудительной подачи приточного воздуха в помещения.

Реконструкция отопительной системы

Особенное внимание специалисты уделяют высокому теплопотреблению, которое происходит из-за низкой эффективности морально и технически устаревших систем отопления дома, е изначально спроектированные с избыточным теплопотреблением. Основные проблемы старых систем отопления (СО) можно сформулировать в следующем:

Плохая или неправильная гидравлическая балансировка. Данная проблема часто связана с несанкционированным вмешательством жильцов в конструкцию отопительной системы (установка дополнительных секций на радиаторы, замена батарей, трубопровода и пр.)

Плохая теплоизоляция труб теплоснабжения или ее полное отсутствие.

Конструктивно устаревшие тепловые и распределительные пункты.

Переоснащение тепловых узлов

Модернизация данных объектов – это довольно сложный и дорогостоящий процесс. Который включает в себя следующие изменения:

Замена элеваторного узла системы отопления на автоматизированный. В случае подключения дома к тепловой магистрали по независимой схеме, устанавливается автоматизированный индивидуальный теплопункт; при использовании зависимой, применяется схема с насосным подмесом. На зависимо от применяемой схемы, все оборудование должно быть погодозависимым и в автоматическом режиме стабилизировать давление в СО путем регулирования подачи теплоносителя.

Важно! Замена устаревшего элеваторного узла экономайзером не даст возможности применения терморегуляторов для радиаторов отопления и балансировочных клапанов. Элеватор просто «не потянет» дополнительное гидравлическое сопротивление, которое неизбежно увеличится при использовании данных устройств.

Замена старых теплообменников на энергоэффективные.

Устранение утечек в СО и замена запорной арматуры.

Балансировка отопительной системы

К счастью, эффективность данного мероприятия уже не вызывает никакого сомнения. Установка балансировочных клапанов для системы отопления на обратных стояках с ограничением температуры теплоносителя – это обязательное условие грамотной модернизации СО, особенно в домах с большим процентом автономного отопления газовыми котлами.

Установка приборов индивидуального регулирования

Установка терморегуляторов с датчиком температуры воздуха на каждой батарее, помимо дополнительного комфорта для жителей данного строения, позволит значительно снизить потребление тепловой энергии. Повысилась температура воздуха через оконные проемы (солнышко пригрело) терморегулятор снизил количество теплоносителя на конкретный отопительный прибор.

Среди обязательных мер по реконструкции отопительной системы, проводимой в рамках термомодернизации всего дома, можно выделить монтаж общедомового узла учета теплоснабжения и переход к поквартирному учету тепла. Именно такие меры более всего стимулируют жильцов к экономии.

Термомодернизация многоквартирного дома требует больших финансовых затрат. Но для достижения значимой экономии конечным потребителем (а значит возврат денег и получения прибыли инвесторами энергосервиса), необходимо проведение комплексных мер по уменьшению количества потребляемой тепловой энергии или термомодернизации.

Ю. А. Табунщиков , президент НП «АВОК»

М. С. Бернер , начальник энергетического управления производственного объеденения «Москвич»

Реконструкция систем теплоснабжения промышленных зданий выполняется, как правило, с целью минимизации теплопотребления и обеспечения гарантированного микроклимата в производственных помещениях. Реконструкция, представляемая в данной статье, основывается на выполнении первого этапа автоматизированной системы управления - управляющей измерительного комплекса.

Замечательным является то обстоятельство, что разработанная система управления была реализована на крупном промышленном объекте и позволила сэкономить 20 % (!) энергии и окупилась за короткий срок - менее полугода. Съэкономленная энергия эквивалентна теплопотреблению жилого района на 300 тыс. жителей.

Следующим важным моментом можно назвать небольшие финансовые затраты, требуемые на эту систему и то, что создание ее доступно практически любому промышленному и сельскохозяйственному производственному предприятию.

Предлагаемая статья* об опыте создания системы управления на АЗЛК нисколько не утратила своей актуальности и может служить практическим руководством при разработке подобных систем управления.

На Автомобильном заводе им. Ленинского комсомола (АЗЛК) в Москве была успешно осуществлена реконструкция системы теплоснабжения, задачами которой являются: обеспечение существенной экономии энергии, затрачиваемой на отопление и вентиляцию производственных помещений; повышение качества теплового комфорта; повышение качества контроля технического состояния оборудования системы; создание банка возможных аварийных ситуаций, их диагностики и рекомендаций по ведению технологического процесса - теплоснабжения здания и работе обслуживающего персонала в этих условиях.

Корпус производственного здания представляет в плане прямоугольник длиной 576 м и шириной 220 м, из которых 50 м занимает одноэтажная часть и 170 м - двухэтажная. К зданию примыкают 4 бытовых корпуса, соединенных с ним переходами. Двухэтажная часть имеет высоту 20 м и объем 2 млн м 3 , одноэтажная - высоту 15 м и объем 0,5 млн м 3 . Кровля здания плоская с горизонтальными световыми проемами. Суммарная площадь боковых ограждений - 31 240 м 2 , из которых площадь наружных стен - 16 967 м 2 . Площадь двойного остекления в металлическом переплете 2 827 м 2 , одинарного остекления 11 446 м 2 . Площадь стен составляет 53 %, а площадь остекления - 47 % площади боковых ограждений. В здании расположены цеха: гальванический, окраски, кузовной, испытаний, транспортный, участок зарядки аккумуляторов, склад деталей смежных поставок, участок зарядки и ремонта электропогрузчиков и др.

Источником теплоснабжения является ТЭЦ № 8 Мосэнерго. Отпускается перегретая вода от ТЭЦ по центральному качественному регулированию по отопительному графику. Отопление здания осуществляется двумя системами: через приточную вентиляцию и дежурное отопление рециркуляционными отопительными агрегатами. К каждому цеху от теплового пункта подходят два магистральных теплопровода. Наружный воздух очищается в приточных камерах, нагревается и при необходимости увлажняется. Количество теплоты, подаваемой в помещение от отопительно-вентиляционных агрегатов, регулируется в соответствии с проектом, т. е. происходит качественное регулирование по показаниям датчика, измеряющего температуру приточного воздуха.

Приточные камеры размещены в двух зонах. Забор наружного воздуха осуществляется по фасаду здания и над кровлей. Воздух от приточных камер поступает в общий коллектор, расположенный под потолком междуэтажного перекрытия. Каждый коллектор объединяет от 2 до 8 приточных камер. Всего установлены 44 приточные камеры производительностью 200 тыс. м3/ч каждая. Удаление воздуха из помещений осуществляется крышными вентиляторами.

Реконструкция системы теплоснабжения включает следующие работы: дооборудование отопительно-вентиляционных агрегатов устройствами для регулирования количества приточного воздуха; устройство узла смешения, обеспечивающего регулирование температуры воды, подаваемой к калориферам отопительно-вентиляционных агрегатов, за счет подмешивания охлажденной воды из обратного теплопровода; создание автоматизированной системы управления тепловым режимом производственных помещений. Отопительно-вентиляционные агрегаты, оборудованные устройствами для регулирования количества приточного воздуха, обеспечивают экономию энергии за счет снижения кратноcти вентиляционного воздухообмена в помещениях в праздничные, воскресные дни и нерабочие ночные часы, снижения количества подаваемого в помещения нагретого воздуха в результате учета в воздушном балансе фильтрационного воздуха при обеспечении нормативного воздухообмена.

Создание автоматизированной системы управления тепловым режимом производственных помещений обеспечивает эффективное решение комплекса задач, связанных с повышением качества и надежности регулирования, экономией тепловой и электрической энергии, снижением трудозатрат на обслуживание и профилактику системы теплоснабжения и т. д.

Измерительной, включающей датчики нерегулируемых параметров (температуры и влажности наружного воздуха, атмосферного давления, направления и скорости ветра, интенсивности солнечной радиации, температуры теплофикационной воды, поступающей с ТЭЦ); регулируемых параметров (температур внутреннего и приточного воздуха, прямой и обратной воды) и устройства преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму; сюда же входят сигнализаторы предельных значений и индикаторы положений дополнительных механизмов;

Центральной, служащей для сбора и обработки данных измерений и подачи команд на исполнительные механизмы и включающей линии связи, коммутаторы, ЭВМ и пульт управления;

Исполнительной, управляющей через специальные устройства работой механизмов систем отопления и вентиляции.

АСУ функционирует следующим образом. От датчиков измерений, расположенных в различных помещениях и частях здания, информация по линиям связи через коммутаторы поступает в запоминающие устройства ЭВМ. Периодически эта информация обрабатывается специальными программами, сравнивается с требуемым на данный момент времени режимом и, в случае отклонения, вырабатываются необходимые сигналы, которые подаются на исполнительные механизмы регулирования вентиляционно-отопительной системы. Обслуживающий персонал может в любой момент времени получить на экране видеотерминала данные о любой точке объекта и при необходимости вмешаться в работу системы. Кроме того, система немедленно сообщает о наличии аварийной ситуации и диагностирует ее.

Создание АСУ тепловым режимом включает следующие работы: детальное обследование объекта, особенностей системы отопления, вентиляции и воздухораздачи в помещениях, включая натурные исследования теплового режима и теплозащитных показателей зданий; анализ технологического процесса - теплоснабжения здания как объекта управления с выявлением главных предполагаемых источников эффективности создаваемой автоматизированной системы; разработка блок-схемы и состава информационно-управляющего комплекса; выбор технических средств для обеспечения работы системы; разработка программного и информационного обеспечения, включая систему математических моделей теплового режима объекта как единой теплоэнергетической системы.

Работа по созданию АСУ состоит из следующих стадий, каждая из которых автономна и может рассматриваться как один из видов развития существующей на объекте системы автоматики:

Режим диспетчеризации с использованием мини-ЭВМ;

Информационно-вычислительный режим, содержащий все элементы предыдущей стадии и дополненный программами для расчета основных показателей процесса (температуры воды в подаваемом трубопроводе, температуры приточного воздуха, количества приточного воздуха и т. д.). Анализ информации, выработка решений и реализация управляющих воздействий на этой стадии возлагаются на оператора и обслуживающий персонал;

Режим «советчика» обслуживающего персонала, содержащий все элементы предыдущей стадии и дополненный возможностью анализа и принятия решений с выдачей рекомендаций по управлению («советов»);

Режим супервизорного управления, когда ЭВМ включена в замкнутый контур управления и вырабатывает управляющие воздействия по изменению заданий автоматическим системам регулирования, направленные на поддержание процесса вблизи оптимальной рабочей точки путем операторного воздействия на него;

Режим непосредственного прямого цифрового управления исполнительными механизмами. Автоматические регуляторы исключаются из системы или используются как резерв.

Детальное обследование объекта, которое во всех случаях является первым этапом разработки АСУ, включает комплекс натурных исследований: определение особенностей распределения температуры внутреннего воздуха в плане и по высоте помещений; установление теплоаккумуляторных характеристик внутреннего оборудования и продукции, а также здания в целом; определение физических теплозащитных показателей наружных ограждений; оценка инерционности системы отопления; выявление характерных участков в зонах действия приточных камер для выбора мест установки датчиков температуры; определение технологических поступлений.

Во время наблюдений проводились измерения: температуры, влажности, скорости и направления движения наружного воздуха, интенсивности солнечной радиации, перепада давлений воздуха с обеих сторон различных ориентированных ограждений, температуры и расхода приточного воздуха каждой приточной камеры, температуры и влажности внутреннего воздуха в плане и по высоте здания в каждом помещении, температуры внутренних и наружных поверхностей оборудования и изделий.

Методика эксперимента определялась конкретной задачей, на решение которой он был направлен. Учитывая значительную протяженность здания и необходимость получения одновременных результатов измерений, в экспериментах участвовало, как правило, 8-12 чел., в том числе сотрудники АЗЛК, занимающиеся эксплуатацией системы отопления.

Структурная схема АСУ тепловым режимом производственного здания представлена на рисунке.

При разработке математической модели формирования теплового режима производственного здания АЗЛК избран термодинамический подход, иногда называемый системным, который позволяет рассматривать систему «отопительная установка - объект» как взаимосвязанную нелинейную систему с переменной структурой . Математическая модель представляет собой систему уравнений теплового баланса, описывающую воздухообмен, технологические теплопоступления, наружные климатические воздействия, теплопотери через наружные ограждения за счет теплопроводности и путем фильтрации наружного воздуха, теплосодержание технологического оборудования, изделий и внутренних конструкций, процессы теплообмена в калориферах. Чтобы решить эту систему уравнений, разработаны метод решения и алгоритм расчета, а также написана на языке «Фортран» программа для ЭВМ . Исходные данные вводятся во время диалога «ЭВМ - оператор»: ЭВМ спрашивает - оператор отвечает. Вводятся следующие данные: температура наружного воздуха; атмосферное давление; направление ветра; скорость ветра; относительная влажность наружного воздуха; температура воды, поступающей с ТЭЦ; технологический режим (рабочее или нерабочее время).

В результате оператор на экране дисплея получает рекомендацию, как вести процесс отопления и вентиляции. При желании оператор эту рекомендацию может распечатать на АЦПУ. При отладке и корректировке программы выводится дополнительная информация: количество инфильтруемого воздуха, давление под перекрытием, температура обратной воды и др.

Изменение температуры воды, подаваемой на разводящие трубопроводы по цехам, производится подмешиванием более холодной воды из обратного теплопровода в воду подающего. Регулирование количеством подмешиваемой воды выполняется изменением производительности циркуляционного насоса с помощью тиристорного электропривода. Датчики температуры воды устанавливают на теплопроводах с подаваемой и обратной водой; кроме того, измеряется расход теплофикационной воды.

Чтобы обеспечить защиту калориферов от замораживания, принято условие постоянства количества воды, проходящей через регулирующий клапан калорифера, - 0,7-0,75 его максимальной пропускной способности. В этом случае производительность калорифера регулируется температурой воды, проходящей через него. Количественное регулирование приточного воздуха осуществляется изменением количества оборотов вентилятора с помощью тиристорного привода.

Пакет специализированных программ делится на три группы: оптимизирующие, основные рабочие и вспомогательные обслуживающие системы.

Программа оптимизации расхода теплоты на отопление выполняет две основные функции: периодически вычисляет расход теплоты, необходимой для поддержания заданного микроклимата в отдельных местах здания в рабочее время, и определяет режим снижения температуры в нерабочие часы и повышения ее до заданного значения в рабочие часы.

Программа-наблюдатель позволяет следить за развитием процесса в течение длительного времени, выдает сообщения об отклонении за верхнюю или нижнюю границы заданных параметров. Получаемая информация необходима для контроля и оценки работы системы.

Программа тревоги реагирует на различные аварийные ситуации (выход из строя отопительно-вентиляционного оборудования и автоматики, разбитые стекла и т. д.) и диагностирует их.

Программа пуска и включения регулировочных отопительных устройств работает совместно с программой оптимизации и использует сведения о конкретных регулировочных исполнительных механизмах.

Рабочая программа осуществляет связь оператора с системой в форме диалога. С помощью этой программы можно изменить режим работы системы, а также получить различную информацию о ее работе.

Программы учета работы исполнительных механизмов накапливают сведения о часах их работы и сообщают о неисправностях, а также о сроках профилактических работ.

Программы вычисления общего расхода энергии и накопления этого расхода во времени получают и накапливают сведения за день, за неделю, за месяц и т. д.

Программа составления отчета ведет статистику данных измерений и вычислений, а также состояния оборудования отопления и вентиляции, печатает отчеты ежедневно, еженедельно, ежемесячно о средних, минимальных и максимальных значениях, аварийных сигналах, расходах, экономии энергии и пр.

Рисунок 1

Структурная схема АСУ тепловым режимом производственных помещений

Выводы

1. Реконструкция системы теплоснабжения АЗЛК с целью оптимизации отопительного режима обеспечила до 20 % экономии затрат энергии за отопительный период и была осуществлена без существенных капитальных вложений и остановки технологического производственного процесса; окупаемость мероприятий по реконструкции была обеспечена за 5,4 мес.

2. Для достижения существенного снижения расхода тепловой энергии требуется тщательное изучение теплового режима здания в целом, включая натурные исследования. Должны быть проанализированы объемно-планировочные решения здания, теплотехнические качества ограждающих конструкций, параметры микроклимата в рабочей зоне, расстановка технологического оборудования, тепловыделения от оборудования и технологического процесса, возможности регулирования работы отопительно-вентиляционных устройств, области влияния этого оборудования, а также отдельных элементов (регуляторов, заслонок, шиберов, дросселей и т. п.).

3. АСУ должна строиться таким образом, чтобы она могла функционировать начиная с малой степени автоматизации и упрощенного математического обеспечения. Затем систему можно постепенно усложнять как по степени автоматизации, так и путем более полного учета в математической модели теплового процесса, происходящего в здании.

4. Систематическое накопление данных измерений теплового режима здания, значений параметров наружного воздуха в течение длительного времени и дальнейшая обработка их на ЭВМ представляет ценный материал для дальнейших исследований, направленных на сокращение потерь теплоты зданиями.

* Опыт реконструкции системы теплоснабжения // Водоснабжение и санитарная техника. - 1988. -№ 8. - С. 9-11.

с использованием тепловых насосов

Часть 1. Краткая характеристика бизнес-плана - 3

Часть 2. Сведения о муниципалитете, заемщике кредитных средств - 3

Часть 3. Описание и суть проекта - 3

3.1 Текущее состояние системы теплоснабжения - 3

3.2 Перспективы и возможности содержания действующей

системы теплоснабжения - 4

3.3 Возможные варианты реконструкции системы

отопления - 5

3.4. Суть предлагаемого проекта - 5

3.5. Техническое состояние здания средней школы - 6

3.6. Отопительная система - 7

3.7. Финансирование проекта - 7

3.8. Заключение - 7

Часть 4. Производственный и организационный план - 7

Часть 5. Финансовый план - 8

Часть 6. Воздействие проекта на окружающую среду - 10

Часть 6. Анализ чувствительности проекта - 10

Приложения:

Приложение 1. мероприятий по ресурсосбережению – утепление фасадов и чердака, замена окон.

Можно включать приложения иллюстрирующие, детализирующие или подтверждающие информацию, изложенную в основной части бизнес-плана.

Часть 1. Краткая характеристика бизнес-плана

Бизнес-план предусматривает реализацию проекта по созданию новой системы теплоснабжения объектов социальной сферы (N- ской средней школы N - ского района) и проведение комплекса мероприятий по энергосбережению.

Новая система теплоснабжения создаётся взамен существующей системы отопления от электрокотельной (котельной на жидком топливе). Текущее состояние оборудования котельной и отопительной системы здания школы можно оценить как сильно изношенное, морально устаревшее и энерго-неэффективное. Котельная работает на дорогостоящей электрической энергии (жидком – печном топливе).

Предлагаемый проект предусматривает проектирование и строительство системы отопления с использованием тепловых насосов Zubadan Mitsubishi Elektric системы ВОЗДУХ - ВОЗДУХ в количестве 8 шт. мощностью от 8 до 12 кВт общей тепловой мощностью 100 кВт. Это позволит полностью обеспечить все помещения здания школы тепловой энергией с высоким качеством. Тепловые насосы работают также на электрической энергии, но потребление электроэнергии будет снижено в 3-5 раз, при аварийных отключениях электроэнергии не требуется слив воды из системы отопления.

Для реализации проекта необходимый объем капитальных затрат по переходу на отопление тепловыми насосами составляет 3,245 млн. руб., в т. ч. стоимость оборудования составит 2,6 млн. руб. Затраты на дополнительный комплекс мероприятий по ресурсосбережению - 0,5 млн. рублей.

Общая стоимость проекта (с учетом стоимости привлеченных кредитных средств) составляет 3,745 млн. руб.

Срок окупаемости - 2,6 года.

Часть 2. Сведения о муниципалитете, заемщике средств

Название муниципального образования, расположение.

Население муниципального образования.

Годовой бюджет м. о.

Другая информация, характеризующая м. о. как заемщика.

Часть 3. Описание и суть проекта

Целью проекта является создание новой системы теплоснабжения N - ской средней школы N - ского района) взамен существующей системы теплоснабжения и проведение комплекса мероприятий, направленных на снижение энергопотребления.

3.1. Текущее состояние системы теплоснабжения

Существующая система теплоснабжения строилась исходя из технических и финансовых возможностей N-ского района в период строительства школы и низкой стоимости в то время электрической энергии (жидкого топлива).

Теплоснабжение здания средней школы осуществляется котельной, оборудованной двумя водогрейными электродными котлами типа ЭПЗ-100 мощностью 100 кВт каждый (двумя водогрейными отопительными котлами на жидком топливе КВр-0,1 мощностью 100 кВт каждый). Срок службы этих котлов равен 15 лет и через два года эти котлы должны быть списаны.

Подача теплоносителя обеспечивается двумя сетевыми насосами типа К20/30 (Q= 20 м3/час, Н=30 м. в.ст.), электродвигатели по 4 кВт. Система отопления выполнена металлическими трубами диаметром 105-46 мм с чугунными радиаторами.

Общая длина труб системы отопления составляет 1050м в однотрубном исполнении. Система отопления 22 года эксплуатации практически не ремонтировались - устранялись лишь аварийные ситуации. Техническое состояние отопительной системы плохое, она в значительной степени забита отложениями ржавчины и накипи, постоянно возникают течи, которые из-за коррозии труб сложно устранять.

Учитывая забитость труб, отопительная система работает неэффективно. Несмотря на работу котлов на максимальной мощности (перерасход электроэнергии или жидкого топлива) в помещениях школы не удается поддерживать требуемую температуру.

Вывод: Текущее состояние существующей системы ближе к неудовлетворительному как по реализованным инженерно-техническим решениям, так и по моральному и физическому износу .

3.2. Перспективы и возможности содержания действующей системы теплоснабжения

Затраты на содержание существующей системы теплоснабжения слишком велики (содержание персонала, стоимость электроэнергии, печного топлива), в будущем прогнозируется значительный рост стоимости энергоресурсов.

В ближайшие годы требуется дорогостоящие мероприятия - замена котлов и капитальный ремонт (замена) трубной системы водяного отопления.

Вывод: Перспективы и возможности содержания действующей системы теп лоснабжения минимальные.

3.3. Возможные варианты реконструкции системы отопления

1. Перевод котельной с электрической энергии на газовое топливо.

Ближайший газопровод находится на расстоянии 18 км от х. N. Стоимость строительства газопровода более 250 млн. рублей. Потенциальных потребителей газа, которые могли бы участвовать в софинансировании строительства газопровода в х.. N нет. Таким образом, строительство газопровода в ближайшие десятилетия не имеет перспективы.

2. Перевод котельной на жидкое топливо или на экономически нецелесообразен, т. к. затраты на реконструкцию и эксплуатацию системы отопления будут велики и никогда не окупятся.

3. Реконструкция системы отопления с переходом на тепловые насосы.

Этот вариант позволит снизить потребление электроэнергии в 3-5 раз, снизит эксплуатационные расходы, повысит надежность работы отопительной системы и окупится в короткий период времени.

3.4. Суть предлагаемого проекта

Предлагаемый проект предусматривает следующий комплекс мероприятий:

1. монтаж тепловых насосов Zubadan Mitsubishi Elektric системы ВОЗДУХ - ВОЗДУХ количеством 8 шт. мощностью от 8 до 12 кВт и общей тепловой мощностью 100 кВт.;

2. разводка системы воздушного отопления выполнена оцинкованными воздуховодами прямоугольного сечения. Подача нагретого воздуха осуществляется в каждое помещение через приточные решетки. Обратный воздух во внутренние блоки забирается из коридора.

3. полная автоматизация и автономность работы тепловых насосов с непрерывным мониторингом и эксплуатация всей системы теплоснабжения через единый пульт управления, также допускается управление системой через Интернет или GSM;

4. в летнее время можно использовать систему в режиме охлаждения;

5. возможен режим «дежурного» отопления (экономия в выходные дни), система отопления абсолютно взрыво - и пожаробезопасна, в эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании;

6. снижение энергопотребления путём проведения комплекса мероприятий по энергосбережению - утепление фасада здания, крыши, замена старых окон на новые со стеклопакетами, равномерное распределение теплоносителя в здании воздуховодами.

Основные этапы реализация проекта:

Общестроительные работы по утеплению фасада здания, крыши - август -

Установка и монтаж оборудования – октябрь-ноябрь 2011г.;

Начало эксплуатации новой системы отопления в полном объёме –

3.5. Техническое состояние здания средней школы

Таблица 1

Технические характеристики здания школы

Существующая система отопления не позволяет поддерживать необходимую температуру во всех помещениях здания школы в отопительный период по следующим причинам:

Трубы и радиаторы отопительной системы в значительной степени забиты отложениями ржавчины и накипи и нуждаются в замене;

Стены здания не отвечают современным требованиям по теплопотерям, особенно холодно в угловых помещениях;

Окна здания старые, деревянные, неремонтопригодные и также значительно увеличивают теплопотери;

Утепление чердака, выполненное минеральными плитами, значительно повреждено и требует замены.

3.6. Отопительная система

Как уже было отмечено, существующая отопительная система находится в плохом техническом состоянии и не отвечает предъявляемым требованиям.

В сложившейся ситуации в ближайшее время требуется дорогостоящая замена системы отопления или переход на другой вид и другой способ подачи теплоносителя.

Предлагается переход на воздушное отопление и распределение теплового воздуха по помещениям оцинкованными воздуховодами. Новая система подачи и распределения теплоносителя гораздо дешевле, долговечнее и надежнее, чем существующая.

3.7. Финансирование проекта

Для покрытия затрат на монтаж новой системы теплоснабжения предлагается использовать следующие :

		Таблица 4
Итоговый расчет денежных потоков при проведениии реконструкции системы теплоснабжения средней школы
Показатель	Сумма
Инвестиции (с НДС) (со знаком -):
Итого капитальные затраты, т. р.
Изменение доходов ОКК (с НДС) (-прирост/+снижение):
Итого доходы ОКК, т. р.
Изменение затрат (с НДС) (-прирост/+снижение):
Изменение затрат на топливо, т. р.
Изменение затрат на электроэнергию, т. р.
Изменение затрат на воду, т. р.
Изменение затрат на теплоэнергию, т. р.
Итого изменение затрат на ТЭР:
Изменение эксплуатационных затрат (ремонт, содержание, прочие накладные), т. р.
Изменение затрат на персонал (ФОТ+ЕСН), т. р.
Итого изменение прочих затрат, т. р.:
Итого изменение затрат, т. р.:
Чистый денежный поток, т. р.:
Чистый денежный поток нарастающим итогом:

Период дисконтирования
Фактор дисконтирования
Дисконтированный денежный поток за период

Эффективность инвестиций
Показатель	Величина
Суммарный чистый денежный поток (NCF), т. р.
Простой срок окупаемости (PBP), т. р.
Чистая приведенная стоимость (NPV), т. р.
Экономическая внутренняя норма доходности, %

В основу расчета положены тарифы на электроэнергию, с учетом их ежегодного роста на 12%, рост эксплуатационных расходов и затрат на содержание персонала – 10 % ежегодно.

В расчетах коэффициент дисконтирования рассчитывается с учетом ежегодного снижения стоимости денег на 12%.

Стоимость всего проекта равна 3745 тыс. руб., при этом сумма необходимых заемных средств в 2011 г. равна 2996 тыс. руб.

Денежные потоки после ввода в эксплуатацию новой системы отопления на всем протяжении прогнозного периода являются положительными.

Возврат заемных средств предполагается осуществить в течение 3-х лет начиная с 2012 года из бюджета N-го района.

Срок окупаемость проекта определен в 2,6 года.

Часть 6. Воздействие проекта на окружающую среду

Предлагаемый проект – экологически чистый метод отопления и кондиционирования, т. к. в процессе генерирования тепла не производится выделения СО2 и другие вредные выбросы.

В помещении также отсутствуют аллергенно-опасные выбросы, т. к. нет сжигаемого топлива, нет горячих нагревательных элементов и не используются запрещенные хладогенты.

Часть 7. Анализ чувствительности проекта

В рамках реализации проекта по созданию новой системы теплоснабжения существует ряд проблем (рисков), способных оказать влияние на итоговые результаты и эффективность инвестиций в проект. Ниже приведен перечень рисков и возможные варианты минимализации влияния данных факторов на прогнозные показатели проекта.

Таблица 5

Анализ рисков по проекту

Суть проблемы (описание риска)	Возможные варианты решения
Обеспечение надежной работы сложного современного оборудование		Заключение договоров поставки оборудования и выполнения монтажных работ с жесткими сроками выполнения работ и жесткими санкциями за нарушение сроков.
Изменение экономической ситуации в целом (рост инфляции, рост цены энергоносителей и пр.)	При самой негативной ситуации проект является устойчивым, т. к. и без его выполнения затраты на отопления будут расти. Проект в любом случае является эффективным, возможно лишь незначительное увеличения срока окупаемости.
Увеличение сроков задержки платежей	Формирование четкого и прозрачного механизма финансирования проекта, контроля финансовой ответственности с привлечением органов государственной и муниципальной власти.

Причины низкой температуры воздуха в жилом или рабочем помещении могут быть самые разные. Сразу не рассматривая плохую работу автономного котла, в котором можно увеличить мощность, или центральной котельной, на которую следует пожаловаться коммунальщикам, остановимся на наиболее часто возникающих, внутренних системных проблемах:
Вследствие долгой эксплуатации, внутренние стенки подводящих трубопроводов и самих отопительных приборов, покрываются толстым слоем известковых, а иногда железистых отложений. В результате движение теплоносителя по системе может значительно снизится, а иногда вообще прекратиться. Этот случай не безнадежен и квалифицированно произведенный ремонт системы отопления восстановит ее работоспособность;
Другое дело, когда система отопления досталась вам в наследство от советских времен. Стальные трубы давно заржавели и не только на муфтовых соединениях, соединительные резинки, герметизирующие стыки секций чугунных радиаторов сопрели, вентиля и краны потеряли способность к регулировке и всюду капает вода. В этом случае текущий ремонт и прочистка труб вряд ли поможет, а потребуется ремонт капитальный и замена тепловых коммуникаций отопления вашего дома;
Иногда реконструкция и изменение планировки самого здания заставляет собственника переделывать систему отопления. Повышая комфортно квартирного жизненного пространства, он захочет устроить дополнительный теплый пол или оранжерею в своем доме. Но, любое изменение распределения тепловых потоков в сети - это уже реконструкция систем отопления, и требует компетентного и профессионального подхода.

Восстановление работоспособности систем отопления

Специалистам СК “МИРОН” удавалось восстанавливать самые безнадежные нарушения работы тепловых систем. Обычно, ремонт систем отопления здания происходит в следующем порядке:
Производится диагностика труб отопления, радиаторов, запорно-регулирующей арматуры;
Неработающие участки трубопроводов вырезаются, для определения состава отложений на внутренних поверхностях;
Явно поврежденные коррозией участки трубопроводов меняются, как и не подлежащая ремонту, запорно-регулирующая арматура. Работоспособные задвижки и вентиля подлежат ревизии и регламентному обслуживанию;
В зависимости от результатов анализа отложений на трубах, производится гидрохимическая очистка труб и радиаторов, или гидропневматическая. Качество того и другого метода, наши специалисты обеспечивают использованием дорогостоящего импортного оборудования;
При необходимости выполняется техническое усовершенствование отопительной системы. Это может быть установка циркуляционного насоса, или автоматического воздушного клапана;
В централизованной отопительной системе по просьбе заказчика мы установим тепловой счетчик;
Финальным этапом ремонта всегда бывает опрессовка системы.

Сделаем реконструкцию и согласуем ее с заинтересованными службами

Реконструкция систем отопления частного дома может потребовать замены большинства труб. При этом монтаж системы отопления происходит по абсолютно новому проекту и здесь заказчик может переделывать все как ему угодно. Сложнее в многоквартирном доме. Даже если вы захотите сделать в своей квартире автономное газовое отопление, вам придется оставить в ней стояки, соединяющие верхние этажи с нижними, а сам проект реконструкции согласовать с коммунальными службами. Необходимость сделать не просто ремонт, а реконструкцию, возникает у собственника в следующих случаях:
Когда делается капитальный ремонт или реконструкция всего здания;
Когда отопительная система и оборудование устарели и не соответствуют представлениям собственника о надлежащем комфорте проживания в доме;
Когда обнаружены очевидные ошибки допущенные при монтаже или проектировании, используемой системы отопления.
Любая реконструкция систем теплоснабжения подразумевает:
Теплотехнический расчет новой системы;
Оформление проектной и исполнительной документации;
Получение необходимых разрешений и согласований;
Демонтаж прежней, монтаж обновленной отопительной системы.