Эффективность применения электронных регулируемых элеваторов в тепловых узлах зданий университета

Одним из направлений по снижению затрат на энергообеспечение вуза является оптимизация потребления тепловой энергии. В понятие оптимизации потребления тепловой энергии входит учет тепловой энергии и регулирование ее потребления.

Теплоснабжение с целью отопления зданий и сооружений университета осуществляется от трех источников теплоснабжения (табл. 1). В данной статье мы не рассматриваем комплекс зданий и сооружений, источником теплоснабжения которого является котельная университета.

Таблица 1

При расчете системы теплоснабжения университета принимаются следующие климатические данные, характерные для города Костромы [1]: расчетная температура наружного воздуха для отопления t_нр = –31C;⁰ средняя температура наружного воздуха самого холодного месяца t_х^ср = –11,8 ⁰С; средняя температура наружного воздуха самого жаркого месяца t_ж^ср= +9,9 ⁰С; средняя температура наружного воздуха за отопительный период

Данные о температуре наружного воздуха за отопительный период 2007 года, предоставленные ГУ Костромского областного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, сведены в таблицу 2.

Расход теплоты Q_ор, Гкал/ч на здание определяется по формуле

(1)

где β — коэффициент, учитывающий значение расчетной температуры наружного воздуха:

при t_нр = –31 ⁰С , β = 0,99 [2];

q_о — отопительная характеристика здания,

q_о = 0,45 Вт/м³ [3];

V — объем здания, м³;

t_вн температура внутри помещений,

при t_нр = –31 ⁰С, t_вн = +20 ⁰С.

В таблице 3 приведена характеристика зданий КГТУ.

Относительную температурную нагрузку на здание, в зависимости от температуры наружного воздуха Q_от, Гкал/ч рассчитываем по формуле

где Q_ор — максимальная нагрузка при t_р= –31⁰С;

t_вн — температура внутри помещения,
t_вн = +18⁰С [2];

t_н — температура наружного воздуха.

Из формулы (2) следует, что расчетная нагрузка на отопление здания снижается при повышении температуры наружного воздуха.

Результаты расчета относительной температурной нагрузки для зданий КГТУ, при температуре окружающей среды от + 2(4) до +10 ⁰С, сведены в таблицу 4.

Кроме отопления рассматриваемые источники теплоснабжения обеспечивают и горячее водоснабжение зданий университета (ГВС). В связи с тем, что температура теплоносителя для ГВС должна быть не менее +55 ⁰С температура в подающем трубопроводе от ТЭЦ-1 и 2 должна быть не ниже +70 ⁰С, в обратном трубопроводе +43 ⁰С,
а для КТЭК +70 ⁰С и +44 ⁰С соответственно.

На рис.1 представлены температурные графики отпуска теплоты от источников теплоснабжения [3]: ТЭЦ-1; ТЭЦ-2; КТЭК.

Из расчета и графика видно, что при температуре наружного воздуха от +2(4) до +10 ⁰С здания потребляют больше количества тепловой энергии, чем расчетное, что приводит к дополнительным расходам.

Университет включает общественные и административные здания, кроме общежитий. При эксплуатации зданий в учебное время с 8 ч 30 мин до 18 ч 50 мин, температура воздуха внутри помещений должна соответствовать +18 ⁰С, а в остальное время разрешается снижать температуру воздуха внутри помещений до +12 ⁰С.

В целях энергосбережения предлагается применить регулируемые элеваторные узлы. Основное достоинство регулируемых элеваторов — это изменение коэффициента смешения, а значит и возможность регулировать количество потребляемой тепловой энергии на отопление здания.

Целесообразно применять электронные регулируемые элеваторы, которые могут работать в автоматическом режиме по заданной программе, используя данные температур окружающей среды и температуры внутри помещений. Они могут работать и с заданной корректировкой в дистанционном режиме.

С помощью электронных регулируемых элеваторов осуществляется регулировка потребления тепловой энергии зданием и решается проблема «перетопа», что приводит к существенной экономии потребляемой тепловой энергии.

В табл. 5 приведены сводные результаты расчетов экономии тепловой энергии за 2007 год при условии использования электронных регулируемых элеваторов в тепловых узлах университета.

Учитывая тарифы на тепловую энергию в 2007 году: ТЭЦ -2 — 675 руб./Гкал, ТЭЦ-1 — 526 руб./Гкал, КТЭК –547 руб./Гкал проводим расчет экономической эффективности применения регулируемых элеваторов (табл. 6, 7, 8).

Общая экономия составит 590305рублей.

Таким образом, установка электронных регулируемых элеваторов в тепловых узлах зданий КГТУ экономически целесообразна.