УДК 332
Сметанина Мария Михайловна – магистрант кафедры Систем автоматизации и управления технологическими процессами Казанского национального исследовательского технологического университета.
Нургалиев Рустам Карлович – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой Систем автоматизации и управления технологическими процессами Казанского национального исследовательского технологического университета.
Аннотация: В данной статье рассматриваются инновационные технологии в системах теплоснабжения, используемых для административных, административно-бытовых, жилых и общественных зданий. Применяемые технологии позволят продлить эксплуатацию объектов, повысить комфорт и жизнедеятельность людей, и, что самое важное, существенно сэкономить ресурсы, а значит и свой бюджет.
Ключевые слова: Отопление, горячее водоснабжение, термостат, рекуперация, термомайзер.
Изготовители тепловой энергии в настоящее время жалуются на плохой сбор счетов за электроэнергию, а потребители жалуются на неоправданно высокие затраты и низкое качество предоставляемых услуг. В ответ на критику за низкое качество услуг производители говорят, что это направление изначально невыгодно, и что привлеченных средств недостаточно для восстановления тепловых сетей и котельных. Одной из основных статей затрат при оплате коммунальных услуг и счетов является строчка, которая связанна с отоплением и горячей водой. Речи и публикации в СМИ часто бывают негативными - они критикуют, обвиняют их в завышении цен, но не дают никаких рекомендаций о том, как выйти из этой ситуации. Поэтому в этой статье мы попытаемся рассмотреть и обобщить инновационные технологии, существующие сегодня в области теплоснабжения.
Рисунок 1. Изоляция теплопроводов с применением вспененного каучука.
Рисунок 2. Трубопровод до и после промывки.
Рисунок 3. Балансировка двухтрубной системы отопления при помощи термостатического клапана.
Так же и здесь на первый план выходят вертикальные двухтрубные системы и горизонтальные комнатные системы. Вертикальные двухтрубные системы позволяют экономить тепло напрямую. Если помещение сильно перегрето, термостат останавливает или уменьшает доступ теплоносителя к устройству. Таким образом, теплоноситель попадает в устройство в соседней комнате, и если эта комната перегревается, ее термостат также прикроется. Избыток теплоносителя, таким образом, исключается из циркуляции. Преимущества такой системы заключается в хранении тепла и автономности отопления дома. Горизонтальные комнатные системы являются оптимальными с точки зрения теплотехники и гидравлики. Они наиболее экономичны и менее подвержены несанкционированной реконструкции, имеют эстетические преимущества и позволяют учитывать поквартирный расход тепловой энергии.
Рисунок 4. Принципиальная схема действия теплового насоса.
Использование тепловых насосов вместо традиционно используемых источников тепловой энергии экономически выгодно, поскольку: топливо не нужно покупать, перевозить и хранить; освобождается значительная площадь, необходимая для котельной; установка не нарушает целостность архитектуры, так как отсутствует внутренний или наружный блок, что позволяет занимать минимум пространства. Однако тепловые насосы оборудование не из дешевых, поэтому первоначальная стоимость установки этих систем несколько выше стоимости традиционных систем отопления и кондиционирования. Цена геотермального теплового насоса рассчитывается из условия 300-400 долларов США за 1 кВт тепловой мощности. Однако, если мы примем во внимание эксплуатационные расходы, первоначальные инвестиции в геотермальное отопление, охлаждение и горячее водоснабжение быстро окупятся благодаря экономии энергии. Кроме того, следует отметить, что при работе теплового насоса дополнительная коммуникация не требуется, за исключением электрической бытовой сети.
Рисунок 5. Схема установки рекуператора.
Рисунок 6. Пример применения регулятора температуры термомайзера Р-2Т-18.
Экономия при установке термомайзера объясняется двумя факторами: во-первых, если теплоноситель, после прохождения через систему, сохраняет высокую температуру, то он будет повторно использоваться системой, а не уйдет в теплоцентраль. Вторичное применение теплоносителя дает нам неопровержимый плюс, поскольку для обеспечения требуемой температуры требуется гораздо меньшее количество первичной теплоносителя, чем без использования термомайзера. Такой вариант подходит для жилых, общественных и административных зданий. Во-вторых, благодаря термомайзеру мы можем установить оптимальную температуру теплоносителя в то время, когда помещение не используется. Что позволяет снизить потребление тепловой энергии и, следовательно, сэкономить. Устройству задается конкретная программа, в зависимости от которой такая система будет поддерживать определенную температуру воды в системе отопления, придерживать определенный температурный график в системе отопления, корректировать температуру теплоносителя в подающем трубопроводе системы отопления по отклонению от заданной температуры в помещении. Термомайзер быстро реагирует на изменения температуры наружного воздуха, благодаря датчику уличной температуры. Это особенно важно весной, когда присутствую резкие перепады дневной и ночной температуры. Динамика контролируется, и поэтому в здании всегда поддерживается заданная температура. Тип управления зависит от систем отопления и водоснабжения. Термомайзеры с одним из типов регуляторов температуры используются в системах отопления в жилых, общественных и административных зданиях, другие подходят для открытых систем горячего водоснабжения и систем отопления, третьи подходят для закрытых систем горячего водоснабжения и систем отопления с насосным смешиванием и как дополнительная опция для систем вентиляции и кондиционирования. От тип регулятора и зависит экономия, которую можно получить, установив термомайзер. Устройство имеет длительный срок службы. В зависимости от качества теплоносителя оно может работать около 1520 лет. Реализация энергосберегающих проектов показывает, что экономия потребления тепла при использовании терморегулятора может достигнуть 50-60%, что снижает оплату за потребление тепла на 30-40%.
В данной статье были представлены одни из наиболее перспективных вариантов экономии тепла в здании, и рассмотренный перечень инноваций в области теплоснабжения далеко не полный. Однако реализация предложенных вариантов позволит конечным пользователям сэкономить от 40 до 60% денежных средств, что очень важно на сегодняшний день. Замена устаревшего оборудования позволит потребителям не только сэкономить на ресурсах, но и продлить эксплуатацию здания, обеспечить комфортные условия для жизнедеятельности, а также минимизировать риски угрозы для жизни и здоровья своих граждан.
Список литературы