Децентрализация и регулирование теплоснабжения
Важнейшим направлением совершенствования теплоснабжения городов считается ра- зумная степень его децентрализации, что означает строительство на газе, жидком топливе, электроэнергии новых теплоисточников, приближенных к потребителю тепла, или переход на автономные источники теплоснабжения. Децентрализация теплоснабжения позволяет:
уменьшить потери тепла до 40% за счет полного отказа от наружных тепловых сетей или сокращения их протяженности;
сократить до 15% потери тепла за счет более полного соответствия режимов произ- водства тепла и его потребления;
сократить затраты на теплоснабжение в сравнении с затратами, необходимыми для строительства, обслуживания и ремонта новых теплосетей, ремонта действующих сетей и теплогенераторов:
снизить потери энергии и аварийность в системах теплоснабжения; статистика свиде- тельствует, что 99% аварий происходит в тепловых сетях, а не на ТЭЦ и в котельных.
В республике децентрализация теплоснабжения осуществляется путем перехода к авто- номным системам, использованию встроенных и пристроенных к зданию котельных, автома- тизированных местных блочных или блок-модульных котельных полной заводской готовно- сти, крышных котельных. На промышленных предприятиях в мини-ТЭЦ реконструируются бывшие котельные или вводятся новые заводские ТЭЦ Внедрение автономных источников энергии в жилищно-коммунальном секторе позволяет решить проблему независимого жиз-
необеспечения этого сектора экономики, позволяет широко внедрять регулирование энерго- потребления непосредственно у потребителей.
Во всех промышленно и энергетически развитых странах наблюдается очень быстрый рост применения электроотопления, выполняемого, как, правило, путем укладки нагрева- тельных кабелей в пол. Для помещений с постоянным пребыванием людей установлено, что средняя температура подогреваемого пола не должна превышать 26°С, а для дорожек вокруг бассейнов – не более 30 °С. Одной из таких систем электроотопления является кабельная система Теплолюкс. Она устанавливается в толще пола, что превращает всю обогреваемую поверхность в источник тепла, температура которого лишь па несколько градусов превышает температуру воздуха. Эта система, как и другие, подобные ей, используется как основная в отдельно стоящих зданиях, коттеджах и в тех случаях, когда нет возможности выполнить подключение центрального водяного отопления. Она может применяться как дополнитель- ная система отопления (совместно с другими) для получения комфортной температуры.
Дня обеспечения общественных, жилых и производственных помещений дешевым теп- лом с использованием местных видов топлива экономически выгодно применять воздушное отопление на базе теплогенераторов.
Под воздушным квартирным отоплением следует понимать отопительную систему квартиры с самостоятельным генератором тепла, которая обслуживается жильцами. Таких систем в одном доме может быть несколько, если дом многоквартирный, и одна, если дом является одноквартирным.
В воздушных системах отопления теплоносителем является воздух, нагретый в возду- хонагревателе до температуры, превышающей температуру помещения и определяемой рас- четом. От нагревателя подогретый воздух каналами разводится по отапливаемым помещени- ям, в которых охлаждается до температуры помещения. Воздух отдает свою теплоту для возмещения теплопотерь, после чего поступает обратно в воздухонагреватель.
Воздух в системах перемешается за счет естественного (теплового) или искусственного (вентиляционного) побуждения. Применяются воздухонагреватели, работающие на твердом, жидком, газообразном и комбинированных видах топлива. Воздухонагреватели бывают трех типов;
с нагревом воздуха горячими газами через металлическую стенку (огневоздушные);
с нагревом воздуха горячими газами через воду (водовоздушные);
подсоединенные к тепловым и электрическим сетям.
В квартирных системах при небольшой протяженности воздуховодов используется преимущественно естественное (гравитационное) побуждение движения греющего воздуха как более простое и бесшумное в эксплуатации. При большой протяженности распредели- тельных воздуховодов используются системы воздушного отопления с механическим пере- мещением греющего воздуха.
Для нагрева 1 м3 воздуха на 10°С требуется в 4,19 раза меньше тепловой энергии, чем для нагревания такого же количества воды. При этом самое дешевое тепло дают теплогене-
раторы, в которых сжигается твердое топливо (дрова, брикет, торф, отходы деревообработ- ки). Область их применения очень велика: производственные помещения (например, цеха по разливу безалкогольных напитков), магазины, жилые дома, теплицы, сушилки зерна и пило- материалов и т. п. Такие теплогенераторы выпускает ряд предприятий, и среди них Мозыр- ский завод сельскохозяйственного машиностроения.
В Беларуси системы поквартирного воздушного отопления в многоэтажных жилых до- мах не получили широкого распространения из-за отсутствия серийного выпуска опробиро- ванных конструкций воздухоподогревателей. Второй причиной является возможность ис- пользования в многоэтажных многоквартирных домах только электроэнергии и газа.
В Республике Беларусь разрабатываются системы отопления, основанные на отоплении мягким инфракрасным излучением, которые, в отличие от конвективного способа обогрева, позволяют снизить на 90 % потребление энергоресурсов. Работа систем основана на принци- пе преобразования теплоты сгорания газа в тепловые лучи без промежуточных теплоносите-
лей (вода, пар). Источниками инфракрасного излучения служат специальные теплоизлучаю- щие трубы, внутри которых циркулируют высокотемпературные газы низкого давления.
В последние годы в Республике Беларусь различными фирмами производится большое количество энергоэкономичных газогенераторных установок, котлоагрегатов (рис. 10.1), ко- торые предназначены для теплоснабжения зданий и сооружений, получения горячей воды и пара в различных технологических процессах и для бытовых нужд. Основным топливом для них служат отходы деревообработки, мелочь торфяных брикетов, щепа, кора, лигнин и дру- гие твердые горючие материалы. Преимуществом вышеуказанных агрегатов является их вы- сокий КПД, низкая стоимость, простота конструкций и обслуживания, а также возможность использования дешевых местных видов топлива и отходов промышленности.
Децентрализация
энергоснабжения,
в том
числе
теп- лоснабжения,
способствует
формированию рынка
энергоно- сителей
и конкуренции
и области
энергообеспечения.
По-
требитель
получает
возможность
выбора
производителя
и поставщика
энергии.
Эффективным инструментом энергосбережения явля- ется согласованное регулирование теплопотребления, его учет и контроль во всех элементах системы теплоснабже- ния, а также внедрение систем автоматического управления системами энергоснабжения и энергопотребления (см. блок 7). Следует отметить, что ресурс и эффективность регули- рования в отдельных элементах различны. Как показали ис- следования, эффект от вложения финансовых средств в сис-
Рис. 10.1. Котел водогрейный твердотопливный (Белкотло- маш)
темы регулирования теплоисточника, транспорта и распре- деления потребителям составляет соответственно 30%, 50% и 20%. Поэтому при параллельном внедрении регулирова- ния теплопотребления во всех элементах теплоснабжения
приоритетным направлением выбрано внедрение средств регулирования на насосных стан- циях и тепловых пунктах. Насосное оборудование оснащается регулируемым приводом. Су- ществующие центральные тепловые пункты (ЦТП) реконструируются и оснащаются регуля- торами. При новом строительстве присоединение потребителей к тепловым сетям осуществ- ляется по независимым схемам через индивидуальные тепловые пункты (ИТП). В республи- ке с 1995 г. выпускаются блочные ИТП, оборудованные приборами учета, регулирования от- пуска тепла, насосами, теплообменниками, контрольно-измерительными приборами и сред- ствами автоматизации. В этих ИТП предусмотрены регулирование температуры обратного теплоносителя, поступающего из системы отопления потребителя, в зависимости от темпе- ратуры наружного воздуха, регулирование температуры воды горячего водоснабжения, а также возможность перехода на пониженный режим потребления тепла зданием. Последнее мероприятие позволяет экономить до 37% тепла за счет снижения температуры воздуха в не- рабочее время (в выходные, праздничные дни, ночью) в зданиях с периодическим пребыва- нием людей (административные здания, школы, детсады, магазины и т. п.). Использование ИТП - путь к организации учета и регулирования потребления тепла в каждом здании. Еще большая экономия энергии достигается при организации пофасадного и поквартирного регу- лирования жилых домов.
Для расширения диапазона ресурса регулирования очень важны аккумуляторы тепло- и электроэнергии, способные в часы провалов графиков нагрузок в электроэнергетической системе получать и запасать энергию в местах ее преобразования или непосредственного по- требления.
Указанные мероприятия по совершенствованию теплоснабжения городов могут быть эффективны только в комплексе с рассмотренной выше тепловой реабилитацией зданий и соблюдением соответствующих теплотехнических норм при новом строительстве.
В качестве одного из первых шагов на пути оптимизации и совершенствования систем
теплоснабжения городские программы энергосбережения на нынешнем этапе, как правило, предусматривают обеспечение учета выработки и потребления тепловой энергии, внедрение автоматического регулирования в системах отопления и горячего водоснабжения. Тепловые пункты и тепловые насосные станции оснащаются современными приборами учета. Произ- водится массовая установка теплосчетчиков на вводах теплосетей в жилые дома и общест- венные здания.