Метод повышения эффективности системы теплоснабжения

Метод повышения эффективности системы теплоснабжения

Общеизвестно, что экономики западных стран являются значительно менее энергозатратными. Этому есть как климатологические, так и технологические причины (отсталость технологий энергосбережения и использования возобновляемых источников энергии). Новая концепция развития теплоэнергетики России предусматривает повышенные требования к энергосбережению и использованию возобновляемых источников энергии, к числу которых в первую очередь следует отнести энергию солнца. [1−3].

Величина осадков в Забайкальском крае (ЗК) значительно ниже среднероссийских показателей. Особенно это характерно для зимних месяцев. Малоснежные зимы (а также очень низкая величина годовой нормы осадков) позволят минимизировать эксплуатационные затраты при функционировании систем гелионагрева в зимние месяцы и значительно повысят их эффективность по сравнению с другими солнечными регионами России.

Применение солнечных коллекторов в системах отопления и горячего водоснабжения в Забайкальском крае сопряжено с рядом трудностей. Основной из них является очень низкая температура наружного воздуха в зимний период (расчетная температура наружного воздуха для систем отопления и вентиляции -38 ⁰С, а среднеотопительная -11,6 ⁰С). [4].

Эффективность солнечного коллектора любой конструкции в значительной степени зависит от разности температур коллектора и окружающей среды. Что значительно ограничивает использование совместной работы гелионагрева с системами централизованного теплоснабжения. Применение рассматриваемых далее комбинированных солнечных коллекторов в системах воздушного отопления позволит нивелировать этот недостаток применения солнечной энергии в отопление ЗК, так как температура коллектора будет значительно снижена, в следствии применения в качестве теплоносителя воздуха. [5−7].

В настоящее время разработано значительное количество различных схем использования энергии солнца в системах ГВС и водяного отопления [8−9]. Отопление помещений теплым воздухом на основе источников теплоты различных типов позволяет во многих случаях значительно уменьшить капитальные затраты и эксплуатационные расходы. Применение гелионагрева с использованием солнечных коллекторов различного типа в системах воздушного отопления позволит значительно повысить эффективность таких систем, а также увеличит степень замещения традиционных источников теплоты. В таких системах нагревается, в зависимости от температурного режима, вода или воздух, либо осуществляется совместный нагрев воды для нужд ГВС и воздух для отопления.

Поскольку наша конечная задача — нагрев воздуха в помещении, то именно такие комплексы позволяют достичь максимальной эффективности, исключив все промежуточные процессы и преобразования. В качестве источника тепла они могут использовать как тепло сгораемого топлива, так и тепло, получаемое солнечными коллекторами. [10−11].

Универсальность систем обуславливает широкую сферу их применения: от дома коттеджного типа до отопления гигантских промышленных помещений и тепличных комплексов.

К преимуществам воздушного отопления можно отнести:

• 1. Экономичность.
• 2. Нагрев воздуха на 40−70 ⁰С вполне достаточен для приточной вентиляции.
• 3. Низкая инерционность.
• 4. Отсутствие промежуточного теплоносителя.
• 5. Высокая степень автоматизации.

Большинство преимуществ данной схемы возможно только при использовании в солнечных коллекторах незамерзающих жидкостей. Нагрев воздуха можно производить как в промежуточном теплообменнике от жидкости, нагретой в коллекторе, так и непосредственно в нем. На рис. 1 представлен поперечный разрез солнечного коллектора, позволяющего совмещать эти способы.

Данный вариант солнечного коллектора не является окончательным, а подлежит дальнейшей модернизации.

Применение данного коллектора позволит использовать преимущества воздушных систем отопления при внедрении солнечных коллекторов комбинированного типа (с совместным нагревом воздуха и жидкого теплоносителя).

Совместная работа установок гелиоотопления и систем централизованного теплоснабжения у конкретного потребителя тепловой энергии возможна только при условии наличия у него современной системы автоматического регулирования отпуска теплоты.

Маккавеев В. В. Практическое применение некоторых методик оптимизации режимов отпуска теплоты / В. В. Маккавеев, О. Е. Куприянов, А. Г. Батухтин // Промышленная энергетика. — 2008. — № 10. — С. 23−27.

Петин В. В. Современные технологии использования электрической энергии в системах централизованного теплоснабжения / В. В. Петин, А. Г. Батухтин, А. В. Калугин, П. Г. Сафронов // Научно-технические ведомости СпбГПУ. — Санкт Петербург: пб. — 2010. — № 4. — С. 32−38.

Батухтин А. Г. Обеззараживание воды в системах централизованного теплоснабжения / А. Г. Батухтин, В. В. Петин, И. Ф. Суворов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. — 2010. — № 1. — С. 209−212.

Батухтин А. Г. Современные методы повышения эффективности совместной работы установок гелиоотопления и систем централизованного теплоснабжения / А. Г. Батухтин, С. Г. Батухтин // Научно-технические ведомости СПбГПУ. — 2009. — № 3. — С. 48−53.

Басс М. С. Комплексный подход к оптимизации функционирования современных систем теплоснабжения / М. С. Басс, А. Г. Батухтин // Tеплоэнергетика. — 2011. — № 8. — С. 55−57.

Басс М. С. Методика оптимизации состава оборудования в комбинированных системах теплоснабжения / М. С. Басс, А. Г. Батухтин, С. Г. Батухтин // Промышленная энергетика. — 2012. — № 10. С. 49−52.

Батухтин А. Г. Особенности совместной работы установок гелионагрева и систем централизованного теплоснабжения: монография / А. Г. Батухтин. — Чита: ЗабГУ, 2011. — 155 с.

Батухтин Оптимизация отпуска теплоты от ТЭЦ на основе математического моделирования с учетом функционирования различных типов потребителей: Автореф. дис. канд. техн. наук. Улан — Удэ.: ВСГТУ, 2005 — 16 с.

Батухтин А. Г. Оптимизация отпуска теплоты от ТЭЦ на основе математического моделирования с учетом функционирования различных типов потребителей: Дис. канд. техн. наук. Улан — Удэ.: ВСГТУ, 2005.

Иванов С. А. Повышение эффективности работы ТЭЦ: оптимизация отпуска теплоты потребителю: монография / С. А. Иванов, А. Г. Батухтин, О. Е. Куприянов. — Новосибирск: Наука, 2008. — 80 с.

Горячих Н. В. Использование факторного анализа для оптимизации режимов работы систем теплоснабжения / Н. В. Горячих, А. Г. Батухтин // Промышленная энергетика. — 2013. — № 9. С. 26−30.