Холодоснабжение от ПКХУ по отдельным помещениям

Наиболее распространенным вариантом холодоснабжения для жилых и офисных помещений в зданиях прежней застройки в настоящее время является использование бытовых кондиционеров с компрессорной схемой производства холода.

Рассмотрим энергетическую эффективность таких условий холодоснабжения, приходящихся на единицу нагрузки по холоду и затраты, возникающие на различных этапах энергопроизводства.

Потребление электрической мощности за период времени должно быть оплачено потребителем по показаниям электросчетчика. Кроме того, домовая электропроводка должна быть рассчитана на пропуск дополнительной нагрузки по току.

Для такой схемы, в соответствии с циклом преобразования энергии, количество теплоты, отводимое от холодильной установки в окружающую среду Qоп, будет определяться выражением (2) и на 1 Гкал/ч нагрузки по холоду будет равно dq оп = 1,345 Гкал/ч.

Однако для полной энергетической оценки следует учитывать также потери тепла в окружающую среду, связанные с производством электроэнергии, необходимой для работы ПКХУ. Если считать, что в качестве источника этой энергии используется конденсационная электростанция (КЭС) с КПД по выработке электроэнергии турбинами на уровне 37%, то при покрытии нагрузки холодильной установки, потери тепла в окружающую среду в конденсаторах турбин электростанции dQоэ составят дополнительно:

dQоэ = Lх * (1/КПД — 1) / (1.163*Ютэ) = Qх * (1/КПД — 1) / (Ех*Ютэ), Гкал/ч.

где: Ютэ — коэффициент потерь при передаче электроэнергии, может быть принят равным 0.98.

Величина потерь в конденсаторе КЭС на единицу нагрузки по холоду dq оэ также может быть представлена в виде:

dq оэ = (1/КПД — 1) / (Ех* Ютэ).

или в численном выражении при принятых данных:

dq оэ = (1/0.37 -1) / (2.9*0.98) = 0.599 Гкал/ч Таким образом, на 1 Гкал/ч холодильной нагрузки при ее обеспечении за счет компрессорных установок и выработке электроэнергии на обычных КЭС в окружающую среду должно быть дополнительно отведено:

dq о = dq оп + dq оэ = 1.345 + 0.599 = 1.944 Гкал/ч.

Следует отметить, что существенно лучшей будет ситуация с потерями тепла в окружающую среду при выработке электроэнергии на парогазовых установках с КПД более 50%. При выработке же электроэнергии на гидроэлектростанциях дополнительные потери тепла и затраты топлива на источнике будут равны нулю.

При этом дополнительная выработка электроэнергии на КЭС с учетом потерь в электросетях при передаче будет составлять:

dЭиэ = Lх / Ютэ = 1.163 * Qх / (Ех* Ютэ), МВт, или в относительном виде:

dэ иэ = 1.163 / (Ех* Ютэ) = lх / Ютэ = 0.401 / 0.98 = 0.409 МВт на 1 Гкал/ч Для выработки электроэнергии в размере Lх/Ютэ на электростанции за 1 час будет дополнительно затрачено условное органическое топливо (на энергетических котлах) с расходом:

dВиэ = Lх*103/(1.163*КПД*7000*Ютэ*Юэк*Ютп)=Qх*103/(Ех*7000*КПД*Ютэ*Юэк * Ютп), т у.т./ч, где: Юэк — КПД энергетического котла, можно принять равным 0.89; Ютп — КПД теплового потока, равный 0.98.

На единицу нагрузки по холоду относительный расход топлива будет определяться выражением:

db иэ = 103 / (Ех * 7000 * КПД * Ютэ * Ю эк * Ютп), т у.т./ч.

После подстановки принятых ранее соответствующих значений величин относительный расход топлива будет составлять:

db иэ= 103 / (2.9 * 7000 * 0.37 * 0.98 * 0.89 * 0.98) = 0.155 т у.т./ч.

При рассматриваемых условиях потребитель будет оплачивать дополнительно потребление электроэнергии за каждый час холодопотребления в размере dЭп = Lх.

Относительная величина дополнительного электропотребления за час будет равна lх и составит dэ п = 401 кВт.

Оплата за указанное электропотребление с учетом тарифа на электроэнергию для потребителей будет составлять:

dЗпэ = dЭп * Тэп = (1.163 * Qх * 103) * Тпэ / Ех, руб./ч.

Относительная часовая оплата за потребленную электроэнергию на 1 Гкал/ч нагрузки по холоду при принятом тарифе будет составлять:

dз пэ = (1.163 * 103 * Тпэ) / Ех = 1.163*103*4.0 / 2.9 = 1604.1 руб./ч.

При холодоснабжении с использованием бытовых кондиционеров плата за присоединенную мощность отсутствует. Необходимо лишь учитывать возможности существующей электропроводки по увеличению тока электропотребления.

Обеспечение нагрузки холодоснабжения будут приводить к изменению величины и стоимостных условий отпуска электроэнергии от КЭС. Так для электростанции возрастут продажи электроэнергии, что является актуальным в период летнего снижения нагрузки. Кроме того, улучшатся показатели станции за счет увеличения числа часов использования установленной мощности. Увеличение выручки КЭС при заданной величине дополнительного отпуска электроэнергии за каждый час определяется стоимостью продаж дополнительно вырабатываемой электроэнергии:

dЗиээ = Lх*103/ Ютэ * Скэ = (Qх*1.163*103 / (Ех* Ютэ)) * Скэ, руб./ч или на единицу холодопроизводительности присоединенных потребителей:

dз иээ = 1.163*103 * Скэ / Ех, руб./ч.

Относительная величина дополнительного часового дохода станции при принятой стоимости продажи электроэнергии будет составлять:

dз иээ = 1.163*103 * 3.2 / 2.9 = 1283.3 руб./ч.

При рассматриваемых условиях для электростанции будут иметь место дополнительные затраты на покупку органического топлива. Величина дополнительных затрат будет определяться формулой:

dЗиэб = dВиэ * Цт = Qх * 103 / (Ех*7000 * КПД * Ютэ * Юк * Ютп) * Цт, руб./ч.

При стоимости условного топлива 3000 руб./т у.т. относительные дополнительные затраты на топливо за каждый час для КЭС составят:

dз иэб = 103 * Цт / (Ех * 7000 * КПД * Ютэ * Юк * Ютп)= 103 * 3000 / (2.9 * 7000 * 0.37 * 0.98 * 0.89 * 0.98) = 467.3 руб./ч.

Суммарное увеличение относительной часовой выручки КЭС при условии постоянства затрат на собственные нужды станции на единицу нагрузки по холоду составит:

dз и = dз иээ — dз иэб = 1283.3 — 467.3 = 816.0 руб./ч.

Состав энергетических эффектов, возникающих на различных этапах энергороизводства и потребления при рассматриваемом варианте холодоснабжения приведены в табл. 3. Полученные результаты расчетов по энергетическим и стоимостным показателям для рассматриваемых условий приведены в табл. 4.