Энергосовет - энергосбережение и энергоэффективность
Конференция
Главная >> Библиотека технических статей >> Потребители >> >>

Анонсы

24.09.18 А.Текслер. РЭН-2018 соберет экспертов в области цифровизации, инноваций и ВИЭ подробнее >>>

24.09.18 Панельная дискуссия «Перспективы партнерства России и ЕС в сфере энергетики и энергоэффективности» пройдет на РЭН-2018 подробнее >>>

19.09.18 Специалистов-энергетиков пустят на форум «Российская энергетическая неделя» бесплатно подробнее >>>

Все анонсы портала

Новое на портале

21.09.18 Системы освещения: энергоэффективность и визуальный комфорт // Статья подробнее >>>

14.09.18 Для энергоэффективности в строительстве мало стимулов подробнее >>>

14.09.18 5 факторов, влияющих на эффективную реализацию проектов по энергосбережению подробнее >>>

30.08.18 Можно ли построить энергоэффективный дом в российских реалиях (и стоит ли)? // статья подробнее >>>

Все новости портала

Еще по теме Потребители

Cтраницы: 1 | 2 | 3 | следующая >>

Функциональные особенности отопительных систем и комплексная оценка их эффективности

 

к.т.н., доцент Е.Г. Гашо , к. т.н., доцент А.Г. Спиридонов

 Московский энергетический институт (технический университет)

 

С эксергетической точки зрения система отопления зданий вообще является «образцом» энергетической расточительности - сжигать высококалорийное топливо с температурой за 2000 оС, чтобы, в конечном счете, повысить температуру в зданиях на 15-20 оС, при этом эксергетический КПД всего комплекса не достигает и 1%. Очевидно, что ни крышные, ни подвальные котельные не устранят главный термодинамический недостаток всей принятой парадигмы отопления зданий.

 

Введение

Актуальность проведения энергосбережения в системах энергообеспечения зданий и комплексов трудно переоценить. На теплоснабжение зданий в настоящее время затрачивается около 430 млн т.у.т., или примерно 45% всех энергетических ресурсов, расходуемых в стране. Это в 2,3 раза больше, чем идет топлива на производство электроэнергии. В холодные зимы эта цифра вырастает еще на 30-50 млн т.у.т. Годовое производство теплоэнергии в стране оценивается величиной 2400-2460 млн Гкал.

От состояния теплового хозяйства, возможности проведения масштабной энергосберегающей политики в определяющей мере зависит стратегия развития энергетического комплекса России в целом. Особенность теплоснабжения состоит в его высокой социальной роли - обеспечении жизнедеятельности населения страны, свыше 80% территории которой относится к северным.

Свыше 40-45% затрат тепловой энергии направлялось на отопление и горячее водоснабжение непроизводственной сферы. При этом дефицит тепловой мощности более чем в 190 городах России составляет около 20% потребности. Запуск размороженных отопительных систем после аварии приводит к перерасходу энергии на порядок по сравнению с нормальной мощностью.

Расход теплоты на отопление и горячее водоснабжение составляет около 75% всей энергии, потребляемой в домохозяйствах. Низкие цены на электро- и теплоэнергию в течение длительного времени стимулировали сооружение энергорасточительных жилых, промышленных, общественных зданий. Первоочередная задача энергосбережения состоит в сокращении энергозатрат на 20-30%, или не менее 100 млн т.у.т.

Оценим ориентировочно энергопотребности обычной семьи. Приготовление пищи, холодильник, телевизор, фен с утюгом, музыка со светом -два - три кВт.час в сутки. Все это вместе примерно один килограмм условного топлива. С отоплением (и горячей водой) сложнее. Большинству квартир в нашем жилом фонде холодной зимой в сутки для этого требуется 40-50 кВт.ч, или 130-150 МДж. А вот как это тепло в квартиру доставить - возможны различные схемы.

Если отопительная котельная рядом, то для этого потребуется 5-6 кг условного топлива, плюс потери в сетях. Если отапливать квартиру духовкой или газовой плитой - раза в два больше, поскольку тепло будет использоваться менее эффективно. Электроотопление с помощью обогревателей потребует для этого на ТЭЦ сжечь как минимум в три раза больше, за 15 кг условного топлива. Это и есть цена отключений, цена заблуждений и спекуляций вокруг энергообъектов.

И вообще, надо понимать, что за каждые три киловатт-часа, которые мы тратим дома, на ТЭЦ в самом лучшем случае сжигается минимум один килограмм условного топлива, примерно 10 кубометров кислорода, а в атмосферу взамен этого энергетики выбрасывают столько же углекислого газа. И по мелочам - окислы азота, серы - от мазута, зола - от угля… И это все -для обеспечения нашего комфорта, это социально-экологическая цена энергии.

Авторы не ставили задачу рассмотреть все вопросы, связанные с современным состоянием теплоснабжающего комплекса страны, в статье идет речь о поиске системы критериев функциональной оценки эффективности малой, коммунальной энергетики.

Отопление крупных городов - весьма энергоемкая задача, требующая как больших затрат топлива, так и наличия разветвленной системы, позволяющей доставить низкопотенциальное тепло потребителям. Кроме того, системы теплоснабжения - единственные в своем роде энергетические системы, нагрузка которых изменяется от 15-20% до 100% в течение года. Такие особенности предопределяют наличие специального регулирующего оборудования, резервных мощностей, запасов топлива. Совместное функционирование источников тепловой энергии разной мощности и различной эффективности, естественно, приводит, к потерям теплоты. Состояние тепловых магистралей также существенно определяет потери тепловой энергии.

Если посмотреть на годовой график тепловой нагрузки отопления, горячего водоснабжения, то видно, что в базовой части графика должен работать источник с максимальной эффективностью, т. к. длительность этого периода практически равна году. Как правило, в крупных городах, эту нагрузку обеспечивали отборы теплофикационных турбин, способствуя комбинированной выработке теплоты и электричества, или крупные производственные котельные с современными котлами. В течение отопительного периода (около 6 месяцев для городов центральной полосы России) дополнительную нагрузку покрывают специальные отопительные котельные, и при сильных морозах (до 1 месяца) в работу включались специальные пиковые источники.

Энергетики, рассматривая теплофикационные системы, не задавались задачей анализировать совокупную эффективность распределения теплоты непосредственно внутри здания, а специалисты по отоплению не ставили задачи оптимизации параметров теплоэнергетического оборудования зданий в течение всего отопительного периода.

Существующие показатели оценки энергетической эффективности зданий базируются, в основном, либо на удельной отопительной характеристике, по которой проводится грубый расчет теплопотребления зданием, либо на отраслевых (региональных) показателях удельного расхода теплоты на единицу объема или на одного человека. Практические оценки эффективности энергоиспользующих систем заканчиваются «на входе в здание».

Предложение использовать для этих целей удельные затраты топлива на единицу отапливаемой площади, конечно, дает обобщенное, качественное представление о совершенстве здания в целом, но не дает ответа на вопросы, какова функциональная эффективность инженерных систем здания, и в каком направлении следует искать пути радикального повышения энергоэффективности.

В литературе долгое время отстаивалась эффективность централизованного теплоснабжения, что было абсолютно оправданно как с точки зрения комбинированной выработки теплоты и электричества, так и с точки зрения единого народно-хозяйственного планирования: энергия производилась на ТЭЦ (АЭС, ГРЭС) наиболее экономичными способами и наиболее рационально (в проекте) доставлялась потребителям. Эта тактика вполне применима и к оценке эффективности дальнейшей доставки и использования энергии внутри самого здания непосредственно потребителями. Можно сколько угодно эффективно произвести энергию в современной котельной с высоким КПД, а потом растратить ее в отапливаемых впустую домах.

 

Составляющие систем энергосбережения

Энергообеспечивающий комплекс в целом можно разделить на три условные группы. Источники тепловой и электрической энергии - ТЭЦ, котельные, пиковые бойлеры. Транспортные магистрали и передающие устройства - паровые и водяные теплосети, редукционные установки, ЦТП (теплопункты). И, наконец, потребители - отопительные приборы, горячее водоснабжение и др.

Эффективность использования первичной энергии (теплоты сжигания топлива) в агрегатах первой группы достигает 90-95% по теплоте, и 40-45% по электричеству. Кроме того, теплофикационные турбины на ТЭЦ вообще выдают «двойную продукцию» (электроэнергию и теплоту) при почти равных затратах топлива с конденсационными турбинами. Эффективность энергоиспользования в сетях и прочих распределительных устройствах уже существенно ниже, да и потенциал тепловой энергии стремительно падает. А как серьезно оценить конечную эффективность отопительных систем в комплексе?

Непосредственно главные потребители теплоты - отопительные батареи. Это, можно сказать, водовоздушные теплообменники, теплопроизводительность которых в первую очередь определяется разницей температур между теплоносителем и воздухом в помещении. Температура прямой сетевой воды определяется температурой наружного воздуха, и при небольших морозах, она поддерживается в диапазоне 50-60 оС. Непосредственно к батареям теплоноситель уже приходит с температурой около 40 оС, при которой невелик и коэффициент теплопередачи, и общее количество передаваемой теплоты. Это в идеальном случае, а реально необходимо учитывать еще состояние труб, места установки батарей и др.

Понижение температур теплоносителя в отопительной системе на 15-20 оС приводит к падению тепловой производительности батарей практически вдвое. Таким образом, получаем, что только при сильных морозах отопительная система начинает выходить на более менее приемлемые параметры по эффективности, остальные 70% времени отопительного сезона она изначально «обречена на низкую эффективность» (рис. 1).

 

Эксергетическая оценка

С эксергетической точки зрения система отопления зданий вообще является «образцом» энергетической расточительности - сжигать высококалорийное топливо с температурой за 2000 оС, чтобы, в конечном счете, повысить температуру в зданиях на 15-20 оС, при этом эксергетический КПД всего комплекса не достигает и 1%. Очевидно, что ни крышные, ни подвальные котельные не устранят главный термодинамический недостаток всей принятой парадигмы отопления зданий.

Простое сжигание ценного природного топлива (газа) без выработки электроэнергии (или совершения другой работы) - разбазаривание ресурсов страны, экологическое преступление и, поэтому, должно быть законодательно запрещено.

Cтраницы: 1 | 2 | 3 | следующая >>

печатьраспечатать | скачать бесплатно Функциональные особенности отопительных систем и комплексная оценка их эффективности, Гашо Е.Г., Спиридонов А.Г., Источник: журнал "Новости теплоснабжения", № 03 (07), март 2001,
www.ntsn.ru

скачать архив скачать архив.zip(215 кБт)


Rambler's Top100

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-66-26 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru - энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2018
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей